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长壁孤岛工作面冲击失稳能量释放激增机制研究

王宏伟  姜耀东  赵毅鑫  刘帅  高仁杰  
【摘要】:煤矿开采中跳采形成的孤岛工作面由于容易产生应力集中,来压强度高,极容易发生冲击地压。基于唐山矿孤岛工作面的地质条件和周期来压步距的监测结果,通过数值分析的方法,研究孤岛工作面煤岩体能量释放的动态特征,揭示工作面前方能量释放激增机制,对比普通工作面和孤岛工作面能量场的区别,介绍冲击地压预警防治措施。数值模拟结果显示,长壁孤岛工作面回采时随着直接顶的随采随冒,采空区悬空面积的不断增大,使得老顶积聚大量的弹性能。若老顶发生周期性垮落,弹性能将瞬间释放,此时工作面和顺槽巷道极易冲击失稳。由研究结果可知,孤岛工作面周期来压时顶底板和煤层的能量激增可做为判断冲击失稳的前兆信息之一。因此,微震监测等手段可以根据此结论预测潜在的矿山动力灾害。针对老顶周期性断裂时积聚能量的突然释放规律,运用强制放顶、超前卸压孔、开切卸压槽和卸压爆破、煤层注水等技术可以提前释放煤层内积聚的弹性能,达到良好的冲击地压防治效果。

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