巨厚砂巖頂板破斷與礦震沖擊災害研究.pdf

1、礦震和沖擊地壓等動力災害是目前影響我國煤礦安全高效回采的主要因素之一，尤其是當上覆巖層中存在強度大、完整性高的巨厚關鍵層時，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)的礦震顯現規(guī)律對安全高效生產具有重要的意義。
　　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，本文以此特殊地質條件為背景，采用理論分析、計算機數值模擬結合現場監(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)生機理進行了系統研究。
　

2、　(1)利用巖板理論對采場上覆巖層中存在的關鍵層的判別，通過理論計算確定了上覆關鍵層的結構類型，其中兩層亞關鍵層以組合的形式運動，表現在采場會出現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鍵層的極限破斷步距大約為352m～364m，并通過UDEC數值模擬方法對采場覆巖的運動特征進行了驗證。
　　(2)提出了主關鍵層在處于穩(wěn)定狀態(tài)和失穩(wěn)狀態(tài)時的應力和彈性能分布規(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、形成應力集中，高應力誘發(fā)了礦震現象;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)通過對現場采集到的礦震數據進行定位，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聯，據此可對后續(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害對安全回采造成的影響，并為類似條件礦井的沖