巨厚礫巖與逆沖斷層控制型特厚煤層沖擊地壓機理分析

姜福興,魏全德,王存文,姚順利,張 寅,韓榮軍,魏向志,李澤成

(1.北京科技大學土木與環境工程學院,北京 100083;2.義馬煤業集團股份有限公司,河南義馬 472300;3.新南威爾士大學采礦工程學院,新南威爾斯州悉尼 2052)

巨厚礫巖與逆沖斷層控制型特厚煤層沖擊地壓機理分析

姜福興1,魏全德1,王存文1,姚順利1,張 寅2,韓榮軍2,魏向志2,李澤成3

(1.北京科技大學土木與環境工程學院,北京 100083;2.義馬煤業集團股份有限公司,河南義馬 472300;3.新南威爾士大學采礦工程學院,新南威爾斯州悉尼 2052)

以某典型沖擊地壓事故為背景,通過理論研究和現場勘查,研究了巨厚礫巖與逆沖斷層控制下特厚煤層工作面沖擊地壓致災機理和防治方法。通過對地層結構與開采形成覆巖空間結構的研究,建立了側向靜態支承壓力估算模型,得到了21221工作面上覆巖層空間結構與應力分布規律;估算了巨厚礫巖傳遞應力、自重應力與F16逆沖斷層及相變帶構造應力的疊加總應力,該應力超過了該礦的臨界沖擊應力;特厚煤層在疊加應力作用下發生塑性滑移,逐漸形成滑移線場,并產生塑性膨脹,導致巷道圍巖應力增加,在外部擾動應力作用下,煤體發生瞬間大范圍滑移是發生沖擊地壓的主要原因。針對這類沖擊地壓的致災機理,通過合理設計巷道平面位置以避開傳遞應力峰值區域、采用半煤巖巷道以減小滑移線場范圍和合理設計煤層大直徑卸壓孔參數以改變煤體滑移方向等措施,有效治理了該類沖擊地壓。……