巨厚砂巖頂板破斷與礦震沖擊災(zāi)害研究.pdf

1、礦震和沖擊地壓等動力災(zāi)害是目前影響我國煤礦安全高效回采的主要因素之一，尤其是當(dāng)上覆巖層中存在強度大、完整性高的巨厚關(guān)鍵層時，引發(fā)的問題尤其突出，因此研究巨厚頂板的破斷規(guī)律及其誘發(fā)的礦震顯現(xiàn)規(guī)律對安全高效生產(chǎn)具有重要的意義。
　　鮑店煤礦十采區(qū)存在著強度大、完整性好的巨厚砂巖頂板，本文以此特殊地質(zhì)條件為背景，采用理論分析、計算機數(shù)值模擬結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測的方法對存在巨厚砂巖巖層的覆巖組合動態(tài)運動規(guī)律及礦震發(fā)生機理進行了系統(tǒng)研究。
　

2、　(1)利用巖板理論對采場上覆巖層中存在的關(guān)鍵層的判別，通過理論計算確定了上覆關(guān)鍵層的結(jié)構(gòu)類型，其中兩層亞關(guān)鍵層以組合的形式運動，表現(xiàn)在采場會出現(xiàn)非均勻性的周期來壓特征;通過理論計算得出巨厚砂巖主關(guān)鍵層的極限破斷步距大約為352m～364m，并通過UDEC數(shù)值模擬方法對采場覆巖的運動特征進行了驗證。
　　(2)提出了主關(guān)鍵層在處于穩(wěn)定狀態(tài)和失穩(wěn)狀態(tài)時的應(yīng)力和彈性能分布規(guī)律，研究了兩種狀態(tài)下礦震發(fā)生的機理。在穩(wěn)態(tài)情況下，工作面前方會

3、形成應(yīng)力集中，高應(yīng)力誘發(fā)了礦震現(xiàn)象;在失穩(wěn)狀態(tài)下，巨厚砂巖斷裂瞬間會釋放大量積聚的彈性能且自身沉降會產(chǎn)生巨大的沖擊動能，能量傳遞到下方煤巖體，從而引發(fā)更加強烈的沖擊地壓和礦震。
　　(3)通過對現(xiàn)場采集到的礦震數(shù)據(jù)進行定位，確定了礦震事件間的時空分布規(guī)律及與上覆頂板運動之間的關(guān)聯(lián)，據(jù)此可對后續(xù)開采過程中礦震發(fā)生的危險性區(qū)域進行輔助預(yù)報及評價，并提出了防沖解危措施，最大程度降低了礦震沖擊災(zāi)害對安全回采造成的影響，并為類似條件礦井的沖