【摘 要】
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冲击地压的发生机理是一个复杂的演化过程,至今尚未形成公认的理论,特别是对巨厚表土层深井薄基岩坚硬顶板条件下冲击地压发生机理的研究则更少,因此对巨厚表土层深井冲击地压发
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冲击地压的发生机理是一个复杂的演化过程,至今尚未形成公认的理论,特别是对巨厚表土层深井薄基岩坚硬顶板条件下冲击地压发生机理的研究则更少,因此对巨厚表土层深井冲击地压发生机理的研究更具有重要的现实意义。本文以新巨龙煤矿为背景,总结分析了深井巨厚表土层薄基岩条件下综放工作面的特点,通过实验室试验鉴定了2301综放工作面3煤层及顶底板冲击倾向性,通过分析得出了3煤层及顶底板具有明显的弱冲击倾向性,综放工作面在回采过程中面临着潜在的冲击地压威胁;通过UDEC软件模拟了不同采高条件下煤壁前方支承压力分布规律,研究了采高对冲击地压发生机理的影响,得出了采高(或煤层厚度)越大越易诱发深井巨厚表土层薄基岩综放面回采时冲击地压的发生;运用FLAC3D数值模拟软件模拟了不同采深不同推进距离下坚硬项板断裂后支承压力、弹性应变能分布规律及特征,得出了支承压力和弹性能成正相关,即支承压力的大小影响着弹性能的大小,这是由于上覆岩层断裂后压力向前方煤壁转移,造成压力叠加和集中,引起媒体塑性变形,产生弹性能聚集,容易诱发造成冲击地压的发生;同时研究了上覆岩层的垮落后的应力分布特征,对覆岩采动卸压带演化特征进行了分析,得出了其基本规律及其影响范围;模拟了不同推进距离(工作面距断层的位置)下断层对支承压力及弹性能分布规律的影响,得出了采矿过程中断层的存在影响着应力的迁移演化与能量耗散,且这种影响在开采近断层位置时表现得更加明显;针对该矿深井、巨厚表土层、高应力、构造发育等复杂的地质条件建立了综放工作面围岩支承压力的简单计算模型,给出了支承压力影响距离公式和支承压力峰值到煤壁的距离公式;通过矿压观测得到的数据分析得出了2301综放工作面正常开采期间矿压显现规律,得出了周期来压分为大、小周期,再走向方向呈现出大小周期来压交替的现象,明确了工作面超前支承压力的分布规律及特征;在前人研究的基础上,对冲击地压的发生有了新的认识,根据冲击地压破坏主体及方式的不同进行了重新分类,综合分析了震动、应力诱发冲击地压的机理,得出了新巨龙矿冲击地压有其特殊性,发生机理是应力诱发机理,且其发生与采深、采高、上覆岩层顶板岩性、厚度、表土层厚度、基岩厚度、构造等因素密切相关。
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