考虑时变特性的煤层大巷群冲击地压机理及防治

作     者：潘俊锋 闫耀东 马小辉 谢非 马文涛 吕大钊 孙晓东 冯美华 PAN Junfeng;YAN Yaodong;MA Xiaohui;XIE Fei;MA Wentao;LÜDazhao;SUN Xiaodong;FENG Meihua

作者机构：中煤科工开采研究院有限公司北京100013 陕西彬长矿业集团有限公司陕西咸阳712000 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013 

基　　金：国家自然科学基金面上资助项目(52174186 52174118) 

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

年 卷 期：2022年第47卷第9期

页      码：3384-3395页

摘      要：针对正常使用的煤层大巷群屡次发生冲击地压问题,采用现场探测、力学分析、数值模拟等方法,基于时变特性揭示了煤层大巷群冲击地压机理,并提出了新的防治方法。结果表明,中央大巷构造区域,断层、褶曲、埋深等提供了高应力基础环境,服务周期长的大巷群围岩由于塑性区及破碎区范围随时间的延长而扩大,相邻巷道间煤柱弹性区范围不断减小,变为拥有共同的弹性区,两帮应力峰值随时间延长相互叠加,促使本来濒临临界状态的围岩应力达到准平衡状态,巷间煤柱静载荷高度集中,同时巷道内悬空面积增大的顶板断裂,产生动载荷对煤柱静载荷扰动诱发冲击地压启动;造成中央大巷巷间煤柱静载荷高度集中的根本原因是上覆厚硬顶板长梁式悬臂与下沉,并且随时间变化不断加剧,直至断裂产生了诱发冲击的动载荷;提出该类冲击地压防治,应该针对煤层上覆厚硬顶板人为致裂,使其长梁变短梁,从而不再具备悬臂功能,也使得其上覆载荷由硬传递变为软传递,降低了压裂区域下方煤层的整体静载水平;压裂后坚硬顶板能及时垮落并充填采空区,减小了顶板来压产生的集中动载,使动载效应减弱,冲击风险降低。采用千米钻机进行目标岩层深孔压裂试验,达到了降低巷道围岩载荷、防治冲击地压目的。

主 题 词：冲击地压 时变特性 巷道群 区域压裂 

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.2021.1828

馆 藏 号：203115157...