采矿与安全工程学报 ›› 2024, Vol. 41 ›› Issue (5): 908-919.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0255

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巨厚关键层对冲击矿压动静载作用机制研究

周坤友1,2,3,窦林名4,李家卓1,杨科1,马衍坤3,段敏克1,阚吉亮1   

  1. 1. 安徽理工大学矿业工程学院,安徽  淮南  232001; 2. 安徽理工大学安徽省煤炭安全精准开采工程实验室,安徽  淮南  232001; 3. 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽  淮南  232001; 4. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏  徐州  221116
  • 出版日期:2024-09-15 发布日期:2024-09-14
  • 通讯作者: 周坤友,E-mail: 2022047@aust.edu.cn,Tel: 17851983158
  • 作者简介:周坤友(1990— ),男,河南省商丘市人,博士,讲师,从事冲击矿压、矿山压力与岩层控制等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52304197,U21A20110);国家重点研发计划项目(2022YFC3004603);安徽理工大学引进人才基金项目(2022yjrc38);安徽省煤炭安全精准开采工程实验室开放课题基金项目(ESCMP202307)

Effect of extra-thick key strata on the static and dynamic stress of rockburst#br#

  • Online:2024-09-15 Published:2024-09-14

摘要: 以陕西某千米深井巨厚关键层下采场冲击矿压显现为工程背景,分析了巨厚关键层矿震发育及采场冲击显现特征,采场第4、5工作面回采时巨厚关键层内矿震发育逐渐覆盖巨厚关键层全厚范围,且巨厚关键层下冲击显现主要发生在第4、5个工作面走向中部区域并监测到高能矿震。研究了巨厚关键层下采场覆岩结构及围岩应力演化特征并揭示了巨厚关键层对围岩动静载应力的作用机制。研究结果表明:巨厚关键层下采场第4、5工作面回采时,巨厚亚关键层和主关键层分别发生破断运动,顶板形成大尺度悬臂-铰接结构,其承担上覆载荷并转移至相邻实体煤区域,导致采场周围煤岩体静载应力显著升高;采动影响下大尺度悬臂-铰接结构发生多岩层协同破断,产生高能矿震动载扰动作用,导致高应力煤体动力失稳,冲击风险显著增加。提出了巨厚关键层下冲击矿压顶板深孔预裂爆破防治方案,实践结果表明该方案能够明显减小工作面顶板来压步距和矿震活动强度,显著降低冲击风险。

关键词: 冲击矿压, 巨厚关键层, 动静载应力, 覆岩结构, 深孔预裂爆破

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