坚硬顶板三次强扰动临空宽煤柱诱冲机制及防治

作     者：丛利 翁明月 秦子晗 冯美华 CONG Li;WENG Mingyue;QIN Zihan;FENG Meihua

作者机构：中天合创能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017010 中煤科工开采研究院有限公司北京100013 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 

基　　金：国家科技部科技助力经济2020重点专项资助项目(SQ2020YFF0426364) 天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项资助项目(2018-TD-ZD007) 中国煤炭科工集团有限公司集团产学研资助项目(2019-TD-2-CXY006) 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2022年第47卷第S1期

页      码：125-134页

摘      要：蒙陕矿区矿井多采用留宽煤柱双巷掘进工艺,造成工作面沿空巷道受多次采掘扰动,受采空区顶板、煤柱尺寸等影响,回采巷道围岩应力演化过程中出现多次集中现象,甚至诱发冲击显现,严重制约了工作面的安全高效生产。以蒙陕矿区葫芦素煤矿21103工作面为例,通过对沿空巷道冲击显现特征分析,采用数值模拟对巷道形成之后在上区段21102工作面回采时、回采后及本工作面回采时的3次高强度开采扰动进行分析,研究了沿空巷道围岩应力的演化过程;利用现场微震监测和采动应力监测,对煤柱内应力变化情况和开采扰动下的围岩活动特征进行了研究;提出了基于厚硬顶板、宽煤柱条件下沿空巷道冲击地压防治技术方案。研究结果表明:(1)在上区段工作面及本工作面回采扰动下,宽煤柱内应力逐次升高,形成应力集中,具有较高的静载荷水平;(2)采空区上覆顶板弯曲下沉、滞后垮冒等对沿空巷道带来强烈扰动,造成沿空巷道冲击危险性急剧增加;(3)煤柱内布置的联络巷加剧了巷道围岩形成的高应力集中,在顶板断裂等强动载作用下,易达到冲击载荷并诱发冲击;(4)采取厚硬顶板“钻-切-压”措施能够降低顶板带来的集中静载并弱化其动载作用,对煤柱内高应力区实施大直径钻孔降低高应力区的应力集中程度。通过防冲方案的实施,现场工程显示沿空巷道围岩应力增加值得到控制,易诱发冲击的大能量事件大幅减少,为指导多次扰动条件下的宽煤柱沿空巷道冲击地压防治提供借鉴。

主 题 词：坚硬顶板 临空煤柱 冲击地压 防治技术 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13225/j.cnki.jccs.2021.0734

馆 藏 号：203115154...