急傾斜煤層層間巖柱動力失穩(wěn)致災機制研究.pdf

1、急傾斜煤層賦存環(huán)境特殊，動力災害頻發(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)開采空間動力災害事故的力源之一，巖柱失穩(wěn)誘發(fā)動災事故嚴重制約礦井安全生產。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)機制與誘災過程具有復雜性，因而開展急傾斜煤層層間巖柱動力失穩(wěn)致災研究具有重要意義。
　　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，通過地質條件調查，分析動力災害影響因素；基于急傾斜煤巖體結構特征構建力學

2、模型，揭示巖柱失穩(wěn)致災機制；借助FLAC3D數(shù)值計算軟件，驗證力學模型的合理性；運用聲發(fā)射、地質雷達等監(jiān)測手段，預測巖柱動力失穩(wěn)誘災傾向性區(qū)域，提出動力災害防治措施，現(xiàn)場實施并評估防治效果。
　　地質調查表明硬底-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，為動力災害的發(fā)生提供了基礎條件，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害頻發(fā)臨界開采深度；基于急傾斜煤巖結構，構建了急傾斜巖柱應力撬轉

3、效應(stress leverage rotation effect,SLRE)力學模型，應力撬轉作用為動力災害的發(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)致災過程可分為擾動破裂、應力擠壓、斷裂失穩(wěn)和應力重構4個階段；結合監(jiān)測結果與巖柱失穩(wěn)致災機制，考慮巖性、