急傾斜煤層層間巖柱動力失穩(wěn)致災(zāi)機制研究.pdf

1、急傾斜煤層賦存環(huán)境特殊，動力災(zāi)害頻發(fā)。烏東煤礦急傾斜煤層層間夾持巨厚巖柱，巖柱破裂、失穩(wěn)是誘發(fā)開采空間動力災(zāi)害事故的力源之一，巖柱失穩(wěn)誘發(fā)動災(zāi)事故嚴重制約礦井安全生產(chǎn)。急傾斜賦存條件與高階段水平分段開采方法決定了巖柱失穩(wěn)機制與誘災(zāi)過程具有復(fù)雜性，因而開展急傾斜煤層層間巖柱動力失穩(wěn)致災(zāi)研究具有重要意義。
　　論文以烏東煤礦南采區(qū)急傾斜煤層層間巨厚巖柱為研究對象，通過地質(zhì)條件調(diào)查，分析動力災(zāi)害影響因素；基于急傾斜煤巖體結(jié)構(gòu)特征構(gòu)建力學(xué)

2、模型，揭示巖柱失穩(wěn)致災(zāi)機制；借助FLAC3D數(shù)值計算軟件，驗證力學(xué)模型的合理性；運用聲發(fā)射、地質(zhì)雷達等監(jiān)測手段，預(yù)測巖柱動力失穩(wěn)誘災(zāi)傾向性區(qū)域，提出動力災(zāi)害防治措施，現(xiàn)場實施并評估防治效果。
　　地質(zhì)調(diào)查表明硬底-硬煤-硬頂條件下煤層、頂板厚度大，層間巖柱(頂、底板)堅固完整，為動力災(zāi)害的發(fā)生提供了基礎(chǔ)條件，烏東煤礦南采區(qū)開采深度350m，在當前開采條件下達到了動力災(zāi)害頻發(fā)臨界開采深度；基于急傾斜煤巖結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了急傾斜巖柱應(yīng)力撬轉(zhuǎn)

3、效應(yīng)(stress leverage rotation effect,SLRE)力學(xué)模型，應(yīng)力撬轉(zhuǎn)作用為動力災(zāi)害的發(fā)生提供了力源條件；數(shù)值計算表明巖柱基座出現(xiàn)活化，運動趨勢顯著，巖柱變形矢量特征與巖柱撬轉(zhuǎn)運動趨勢相吻合；分析現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，煤巖體能量釋放總體呈現(xiàn)“平緩-升高-平緩”變化特征，并顯現(xiàn)出一定的周期性(23-30天)，巖柱失穩(wěn)致災(zāi)過程可分為擾動破裂、應(yīng)力擠壓、斷裂失穩(wěn)和應(yīng)力重構(gòu)4個階段；結(jié)合監(jiān)測結(jié)果與巖柱失穩(wěn)致災(zāi)機制，考慮巖性、