煤炭学报

作者：韩军, 崔露郁, 贾冬旭, 惠乾嘉, 朱志洁, CAO Chen,

关键词：坚硬顶板, 回采巷道, 冲击地压, 卸载滑脱机制,

冲击地压严重威胁煤炭安全高效开采,研究冲击地压发生机制具有重要意义｡首先对矿井回采巷道冲击地压显现特征进行了归纳和总结,认为坚硬顶板和坚硬煤体是回采巷道发生冲击地压的关键地质特征,水平应力是冲击地压力源,巷帮煤体滑脱是回采巷道冲击的破坏特征｡基于弹性地基理论,分析了坚硬顶板条件下回采工作面前方和临空侧顶板向上挠曲､导致煤层竖直压力卸载的特性,并与现场监测工程实践进行对比验证｡在此基础上,以巷帮煤体为研究对象,建立了顶板-煤层-底板复合结构体的卸载滑移力学模型,通过分析煤块所受水平应力､煤体拉力及煤-顶板和煤-底板结构面摩擦力之间的力学平衡关系,建立了巷帮煤体冲击启动的临界方程,并对各变量的取值进行了讨论｡结果显示,开采过程中,悬顶使坚硬顶板向下弯沉,坚硬煤体导致工作面前方和侧方顶板向上挠曲,从而使工作面前方或者侧向煤层垂直压力降低,使得顶底板对煤层夹持作用减弱,巷帮煤体在水平应力作用下,克服顶､底板摩擦力及煤体抗拉力后冲入巷道,形成冲击地压｡基于建立的模型,分析了开采深度､顶板强度､弹模和厚度､煤层强度和弹模等控制要素的影响和作用｡最后,以唐山矿“8·2”冲击地压和红阳三矿“11·11” 冲击地压为例,应用提出的模型解释了坚硬顶板挠曲､巷帮煤体卸载滑脱的冲击地压发生机制,对提出的模型进行了验证｡

来源：2022年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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