【摘 要】
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随着国民经济的持续发展,煤炭的需求逐年升高,矿井开采强度和深度不断增加,进而出现的矿井灾害形式呈现多元化和频度化,矿震的发生是矿井灾害事故中较为特殊的一种动力破坏形式。兖矿集团鲍店煤矿矿震事故频发,本文针对其103上04综放工作面开采矿震成因进行分析研究,以揭露致使矿震显现的影响因素,为矿井持续高效回采提供理论支撑。依据现场检测数据,结合弹性力学、结构力学等相关知识运用数值模拟软件,建立被研究工作
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随着国民经济的持续发展,煤炭的需求逐年升高,矿井开采强度和深度不断增加,进而出现的矿井灾害形式呈现多元化和频度化,矿震的发生是矿井灾害事故中较为特殊的一种动力破坏形式。兖矿集团鲍店煤矿矿震事故频发,本文针对其103上04综放工作面开采矿震成因进行分析研究,以揭露致使矿震显现的影响因素,为矿井持续高效回采提供理论支撑。依据现场检测数据,结合弹性力学、结构力学等相关知识运用数值模拟软件,建立被研究工作面采空区上覆坚硬岩层的力学模型,并对模型所受分力进行定量计算。得出:赋存在工作面上覆弯曲下沉带中的硬岩—细中砂岩的瞬时失稳是导致矿震发生的根本原因,并计算出其在受拉、受剪两种情形下的初次破断距分别为102.65m和250.43m以及周期破断距为11.08m。运用RFPA仿真软件对103上04综放工作面推进过程中,上覆弯曲带厚硬岩层破裂程度进行模拟分析。得出:坚硬岩层释放能量诱发震级的大小与裂隙带上位岩层形成的采动裂缝率、下位岩层周期来压以及硬岩体本身强度和所受构造应力的大小有关。研究结果表明:随着开采工作面推进长度的不断加大,赋存在煤层底板上方100～220m平均100m的弯曲带硬岩结构的瞬时失稳是形成工作面矿震显现的前提条件,而影响矿震发生的必要条件则是震区岩层原岩构造应力的变化。基于以上结论对103上02综放工作面开采矿震进行预测研究,为鲍店煤矿矿震的防治提供科学依据。
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