急傾斜特厚煤層水平分層開采巷道沖擊地壓成因與防治技術(shù)研究.pdf

1、甘肅華亭煤礦開采急傾斜特厚煤層，采用水平分層綜合機(jī)械化放頂煤開采方法，近年來回采期間巷道中多次發(fā)生嚴(yán)重的沖擊地壓，造成人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。華亭煤礦發(fā)生的沖擊地壓，是在特殊煤層條件和特殊開采方式下的巷道沖擊地壓新問題。
　　 本文以華亭煤礦巷道沖擊地壓為背景，綜合運(yùn)用理論分析、實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、相似材料模擬、數(shù)值模擬等研究手段，對(duì)華亭煤礦的煤層沖擊傾向性和井下地應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)急傾斜特厚煤層水平分層綜放開采條件下上覆巖層活

2、動(dòng)規(guī)律及礦壓顯現(xiàn)規(guī)律進(jìn)行了比較深入的研究，在此基礎(chǔ)上分析得出了華亭煤礦巷道沖擊地壓的成因，進(jìn)而提出了華亭煤礦巷道沖擊地壓的防治對(duì)策，特別對(duì)沖擊地壓巷道支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了比較深入的研究。
　　 論文取得的主要研究成果有：
　　 (1)得出急傾斜特厚煤層水平分層開采上覆巖層移動(dòng)和礦壓顯現(xiàn)特征：上覆巖層移動(dòng)幅度大、動(dòng)態(tài)性強(qiáng)；開采形成的采空區(qū)是一個(gè)隨采動(dòng)不斷擴(kuò)大和移動(dòng)的動(dòng)態(tài)陷落漏斗；多分層開采后，基本頂巖層形成“懸臂梁”結(jié)構(gòu)；周期來

3、壓表現(xiàn)為分別沿走向和傾向的“雙重性”特征；采場(chǎng)周圍應(yīng)力集中程度高、積聚能量大、易形成沖擊載荷。
　　 (2)確定了華亭煤礦的沖擊地壓的成因。華亭煤礦的沖擊地壓是多種因素共同作用的結(jié)果：煤層及其頂板具有一定的沖擊傾向性是沖擊地壓發(fā)生的內(nèi)在條件；深部開采及向斜構(gòu)造應(yīng)力致使原巖應(yīng)力已經(jīng)達(dá)到較高水平；采出煤量多、上方巖層移動(dòng)幅度大，造成采場(chǎng)周圍巨大的采動(dòng)附加應(yīng)力；多工作面同采的高強(qiáng)度的開采方式，使多分層采動(dòng)的附加應(yīng)力疊加，形成畸高的動(dòng)態(tài)

4、集中應(yīng)力；“懸臂梁”斷裂形成的沖擊載荷具有誘發(fā)和加強(qiáng)沖擊地壓的作用。
　　 (3)提出“避免形成和降低高應(yīng)力是解決華亭煤礦沖擊地壓的有效途徑”，并據(jù)此制訂了“降低開采強(qiáng)度、深孔斷頂爆破和加強(qiáng)巷道支護(hù)”的綜合防治思路。
　　 (4)基于急傾斜特厚煤層頂板“懸臂梁”結(jié)構(gòu)模型，提出了華亭煤礦頂板深孔爆破斷頂技術(shù)并在華亭煤礦井下實(shí)施，取得了良好的技術(shù)效果。
　　 (5)論證得出錨桿支護(hù)是沖擊地壓巷道最有效的支護(hù)方式，并分