厚硬火成岩诱发冲击矿压的原因研究.pdf

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1、能源技术与管理2015年第40卷第4期10EnergyTechnologyandManagementVo1．40No．4doi：l0．3969／j．issn1672—9943．2015．04．004厚硬火成岩诱发冲击矿压的原因研究陆占金，曹建军，李思乾1,2(1．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037；2．中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400037)[摘要]针对淮北矿业集团公司杨柳矿10416工作面回采时面临上覆岩厚硬火成岩下安全开采的问题，建立了火成岩运移力学模型，并通过FLAC。数值模拟，对厚硬火成岩下开采冲击危险层矿压规律

2、进行了具体的力学分析。从煤体的应力分布和支承压力的分布解释冲击矿压发生的原因。研究结果表明：火成岩的破断所释放出的能量引起了冲击矿压的发生。提出了治理冲击矿压的具体措施，减小冲击矿压发生的几率。[关键词]厚硬火成岩；冲击矿压；支承压力；钻孔泄压[中图分类号]TD324+．1[文献标识码]A[文章编号]1100m，倾斜长180m。煤层平均倾角5。，平均厚0引言度3．0m。10416为接替工作面，走向长1110m，倾目前学术界对冲击矿压问题的研究主要集中斜长175m。2011—04—24首采面在推进到220m在三大方向上：冲击矿压的发生机理的探究；冲击时

3、，工作面来压，造成支架大面积损坏，共有l6架矿压危险性评价、监测与预测预报技术的探究；冲损坏严重。分别对10#煤层煤体、顶底板及两层火击矿压治理措施的探究。对于冲击矿压的发生机成岩进行取样，具体测试结果如表1所示。理，有强度理论、刚度理论、能量理论等8种不同表1物理力学性质测试结果的理解，而它们都有各自的局限性。当工作面的上方存在厚硬的火成岩时，冲击矿压发生的几率会大大增加，但对于其运移规律却还没有准确的说明⋯。淮北矿业集团杨柳矿在回采104采区时，面临上覆厚硬火成岩下安全采煤问题。由于没有弄清楚在厚硬火成岩下采煤时应力的演化规律，没2火成岩破断运移

4、分析有做好预防措施，导致采掘过程中冲击矿压的发生。因此对厚硬火成岩下采动冲击危险层、岩层的建立火成岩的运移力学模型，如图1所示。运移破断规律及冲击矿压发生的机理进行研究，将有助于建设安全生产且高产高效的矿井_2_3]。1工程背景~／t．

5、_该矿首采区为104采区，主要开采10煤层。煤层平均倾角为5。，平均厚度3．0m，冲击倾向性——。。。I_I_I_-、Ir110r煤，●、一⋯———一一—_。一为弱冲击倾向。直接顶为细砂岩，局部为泥岩，其图1火成岩运移力学模型厚度1．3～3．53m，基本顶为泥岩，厚度7．09m。在当火成岩悬露达到极限跨距时就会发生破

6、顶板上方距10煤层116．8m存在第一层火成岩，断、垮落，极限垮落距，J可由下式求出：厚度43．6m；顶板上方距lO煤层226m存在第二层火成岩。首采面为10414综采工作面，走向长为L=H、／+ZHc。t卢(1)Vq式中：为火成岩极限垮落距，m；H为火成基金项目：中煤科工集团重庆研究院有限公司青年基金(2013QNJJ34)；中煤科工集团重庆研究院有限公司自立重岩厚度，m；R为火成岩的单向抗拉强度，MPa；q点项目(2012ZDXM10)为覆岩加载在火成岩上的单位载荷，MPa；∑H为