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冲击地压的发生与覆岩运动密切相关,尤其是在深井开采存在坚硬巨厚覆岩的情况下这种相关性更为突出。 本文以华丰煤矿特殊的采矿地质条件为背景,针对采后覆岩产生大范围离层空间的现象,结合矿井离层注浆工程实践,运用理论分析、室内实验及现场实测等方法,开展了覆岩离层充填对冲击地压的抑制作用研究。 论文根据覆岩形变演化规律,应用岩体力学、弹性力学等相关理论,对离层产生与扩展的条件、离层发育规律进行了分析,并对离层空间体积进行了计算。 通过室内机械模拟实验的方法,对覆岩产生大离层空间及砾岩断裂进行模拟,并对覆岩内应力及位移进行监测。通过对监测数据进行整理分析,展现了覆岩离层孕育过程,伴随离层的扩展,巨厚砾岩层的受力状态发生改变,覆岩内发生应力集中与转移现象。 基于冲击地压发生的能量关系,针对巨厚砾岩相对稳定状态和失稳状态,提出了两种状态下冲击地压发生的机理。在砾岩层两种状态的基础上,将砾岩运动划分成5个阶段,根据地表观测与井下微震监测的情况,得出了砾岩运动周期内冲击地压的发生规律。 结合华丰矿离层注浆工程实践,表明离层注浆有效地抑制了巨厚砾岩的运动,将巨厚砾岩的状态维持在相对稳定状态,砾岩层不再发生大规模失稳破断,有效减缓了井下冲击地压发生的强度和频度。