【摘 要】
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冲击地压是一种非线性煤岩动力响应,是深部煤矿开采中最严重的矿井动力灾害之一。当综放工作面过断层时开采,采动影响下断层活化诱发冲击地压的可能性较高,因此,探究深部工作面过断层开采不同区域冲击危险程度及相应的防治措施具有重要意义。本文以东滩煤矿14310工作面实际情况为工程背景,运用理论分析、数值模拟、工程实践等方法对工作面过断层开采不同区域冲击危险及防治措施进行分析探讨。首先根据现场实测和经验类比推
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冲击地压是一种非线性煤岩动力响应,是深部煤矿开采中最严重的矿井动力灾害之一。当综放工作面过断层时开采,采动影响下断层活化诱发冲击地压的可能性较高,因此,探究深部工作面过断层开采不同区域冲击危险程度及相应的防治措施具有重要意义。本文以东滩煤矿14310工作面实际情况为工程背景,运用理论分析、数值模拟、工程实践等方法对工作面过断层开采不同区域冲击危险及防治措施进行分析探讨。首先根据现场实测和经验类比推断了本工作面矿压显现规律。理论分析了煤岩冲击倾向性、原岩应力、坚硬顶板和断层等影响本工作面冲击地压发生的地质因素,鉴定得出本工作面3煤层具有强冲击危险,顶底板具有弱冲击危险;分析认为断层活化、断层煤柱及断层错动是诱发冲击地压的主导因素。然后运用数值模拟分析了工作面超前支承应力、工作面围岩位移、工作面塑性区、断层滑移趋势、断层滑移量和断层应力变化规律等影响工作面冲击地压的开采因素,结果表明:(1)断层切割作用明显,超前支承应力最大可达50.8MPa,围岩位移下沉最大为0.21m,围岩塑性区破坏高度最大为45m,断层两侧状态不连续,以断层分界非常明显,断层影响范围为超前工作面20m;(2)断层滑动的机制为正应力和剪应力突然降低,但正应力的降低幅度大于剪应力的降低幅度;根据工作面过断层期间断层正应力和剪应力的变化,断层滑移主要发生在正应力减小的断层高顶区,最大滑移量为0.18m。最后运用综合指数法和多因素耦合法划分工作面冲击危险区和危险程度,分为巷道掘进和工作面回采两个阶段,掘进阶段划分2个中等冲击危险区,3个弱冲击危险区;回采阶段划分2个强冲击危险区,2个中等冲击危险区,1个弱冲击危险区。针对以上冲击危险区,制定了利用微震区域监测系统、大直径钻孔及水力压裂两种主动预卸压措施的综合防治方案,通过钻屑法检测措施对卸压效果进行检测,得出采用大直径钻孔和水力压裂卸压措施效果良好。本论文对深部工作面过断层开采冲击地压危险与防治的研究,对14310工作面过断层开采具有一定的指导意义,同时也对与14310工作面地质条件类似的工作面安全开采奠定了一定的技术基础。
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