煤田地质与勘探

作者：彭雨杰, 王强, 曹安业, 薛成春, 吕国伟, 郝琪, 刘耀琪, 白贤栖, 李东,

关键词：特厚煤层, 掘进巷道, 冲击地压, 能量演化, 影响因素,

目的特厚煤层掘进巷道冲击地压灾害频发，已成为制约矿井安全生产的最主要问题，其冲击机理及影响因素研究对特厚煤层掘进巷道冲击地压灾害防控具有重要意义。方法基于甘肃某矿250107-1特厚煤层掘进巷道，建立特厚煤层掘进巷道冲击失稳判别指标，采用FLAC3D模拟特厚煤层掘进巷道围岩能量分布规律，提出特厚煤层掘进巷道围岩能量分区特征，揭示特厚煤层掘进巷道冲击机制，分析不同因素下特厚煤层掘进巷道围岩损伤程度及冲击地压发生潜在风险。结果和结论研究表明，特厚煤层掘进巷道围岩弹性应变能分为3个区域：能量积聚区、能量释放区、能量缓冲区，弹性应变能积聚区域是特厚煤层掘进巷道冲击危险主要来源，塑性耗散能积聚区域是围岩损伤主要区域。巷道开挖后受巷道开挖卸荷及掘进扰动作用影响，深部围岩弹性能量积聚程度增大，浅部围岩损伤程度增大，深部岩体积聚弹性能量大量释放并推动浅部损伤围岩瞬间位移，诱发冲击地压。巷道两帮冲击地压发生潜在风险随水平构造应力增大而增大，巷道顶底煤冲击地压发生潜在风险随开采扰动应力的增大先增大后减小，动载扰动对围岩损伤程度影响较大，冲击地压发生潜在风险区域逐渐向巷道两侧转移。提出了特厚煤层掘进巷道“卸压−降载−补强”协同防控思路，有效降低了掘进过程的冲击地压危险性，对特厚煤层掘进巷道冲击地压防治提供一定的借鉴经验。

来源：2024年第12期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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