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2021年第06期
2021-06-25
49

基于冲击地压⁃矿震协同控制的隔离煤柱合理宽度研究

  • 作者:

    朱斯陶
    王博
    姜福兴
    张修峰
    孙希奎
    孙翔
    刘金海
    张爱民
  • 关键词:

    深部开采
    冲击地压
    整体失稳型冲击
    矿震
    煤柱
  • 作者单位:

    北京科技大学 土木与资源工程学院
    山东能源集团有限公司
    华北科技学院河北省矿井灾害防治重点实验室
    甘肃靖远煤电股份有限公司 红会第一煤矿

摘要

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摘要:

针对陕蒙地区深部矿区工作面隔离煤柱宽度设计不合理导致冲击地压和矿震频发的现状,采用案例调研、理论分析和现场监测等方法,对隔离煤柱区冲击地压和矿震的发生机理及隔离煤柱合理宽度进行了研究。以近年来陕蒙深部矿区工作面在隔离煤柱区发生的3起典型冲击地压和矿震事件为工程背景,根据动力显现特征和诱发机理不同,将其分为煤柱局部破坏型冲击地压、煤柱整体失稳型冲击地压和煤柱区厚硬砂岩组破断型矿震3类。分别建立了采空区侧向支承压力估算模型、采空区转移应力估算模型、煤柱承载应力估算模型和关键层挠度弯曲变形力学模型,揭示了不同宽度隔离煤柱诱发局部冲击、整体冲击和矿震的机理。研究结果表明:2101工作面和2201工作面间隔离煤柱不发生局部冲击的宽度为5~6 m或不小于128 m;不发整体冲击失稳的宽度为不小于138 m;不发生矿震的宽度为498 m。在此基础上探讨了不同宽度隔离煤柱对冲击地压和矿震的影响,提出了基于冲击地压-矿震协同控制的合理隔离煤柱宽度设计方法,以期为陕蒙深部矿区相似条件工作面隔离煤柱宽度设计提供参考。

  • 9月1日—10月31日微震事件平面投影
  • 关键层挠度弯曲变形力学模型
  • 煤柱承载应力估算模型
  • 采空区转移应力估算模型
  • 3-1101工作面侧向支承压力分布曲线
  • 非充分采动条件下工作面侧向支承压力估算模型
  • 两矿地层综合柱状
  • 隔离煤柱和两侧工作面布置
  • 3-1101辅运巷(新)冲击破坏现场勘查及素描
  • 3-1101、3-1103工作面布置
朱斯陶,王博,姜福兴,等.基于冲击地压-矿震协同控制的隔离煤柱合理宽度研究[J].煤炭科学技术,2021,49(6):102-110. ZHU Sitao,WANG Bo,JIANG Fuxing,et al.Study on reasonable width of isolated coal pillar based on rock outbursting-mine seismicity coordinated control[J].Coal Science and Technology,2021,49(6):102-110.

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