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随着煤矿开采条件复杂性的加剧,煤矿冲击地压灾害在世界范围内越来越严重,已成为影响煤矿安全生产的重大灾害之一。为解决这一问题并基于冲击地压矿井一般具有上覆厚硬顶板条件,本文针对巨厚火成岩下煤层巷道冲击地压问题,通过理论分析、数值模拟、试验研究、现场实测等方法对巨厚火成岩下煤层开采过程中巨厚火成岩的稳定性和下部岩层矿压显现规律,煤巷应力演化特征及影响因素,巷道冲击地压发生机理,巨厚火成岩下煤巷冲击地压的防治技术进行了系统研究,主要得到以下研究成果:(1)基于现有的冲击倾向性理论提出了改进的弹性能量指数WE T、冲击能量指数KE,作为新的冲击倾向性判定指标,将其原有的两个指数进行了有机的融合,提高了判断的准确性,更符合实际煤体破坏后能量释放的准确计量,为巷道冲击破坏时的能量计算提供了准确方法。(2)采用应力解除法对巨厚火成岩下地应力进行了现场测量,得到了地应力的大小、方向及随深度的变化规律;结合地应力特征,采用数值分析方法研究了地应力对煤巷冲击地压的影响,得到了最大主应力方向与巷道轴线方向不同夹角情况下巷道围岩的应力、变形及破坏特征。(3)运用理论分析、数值模拟和现场实测方法研究了巨厚火成岩下煤层开采岩层运动和矿压显现规律,以及火成岩顶板自身应力、破断距和煤岩能量储备作用,从应力集中和能量的角度分析了巨厚火成岩顶板对煤巷冲击地压的高应力高能量环境的孕育作用。(4)采用弹性力学、复变函数理论计算了巷道围岩应力分布和破坏范围;通过数值模拟研究了巨厚火成岩下工作面推进对前方巷道围岩区域应力集中的影响,巷道区域应力叠加作用及巷道断面帮部应力演化规律;分析了弹性波、应力环境、顶底板弹性模量不同影响因素对巷道围岩冲击地压的影响。(5)根据冲击地压发生的时间相关性和具体的巷道区域环境,对巷道冲击地压分(四个)阶段分(四个)区域进行了研究,建立了巷道冲击地压煤炮模型。通过力的平衡和能量平衡,建立了巷道冲击地压发生的力和能量判据;基于系统的思想,研究了冲击地压产生破坏的综合作用及巷道围岩系统的稳定性平衡条件;通过设计试验装置,试验验证了巷道冲击地压机理研究的正确性。(6)针对巨厚火成岩下II102采区具有冲击倾向的10煤现场条件,提出了“连续监测,强变弱,弱变强”的巨厚火成岩下冲击地压防治思想。即通过“连续监测”巨厚火成岩运动、巷道围岩系统应力位移;改善煤层应力环境,降低煤的冲击倾向性的“强变弱”及维护巷道围岩系统力学平衡、加强煤巷支护和破碎煤体的支撑作用的“弱变强”的冲击地压防治技术,并采用相应的措施,保障了10煤的安全生产。