冲击地压矿井不同采动强度下的开采扰动特征及其产能

• Published in: 煤炭学报 Vol. 46; no. 12; pp. 3781 - 3793
• Main Authors: 崔峰, 张廷辉, 来兴平, 王苏健, 陈建强, 钱德雨
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 西安科技大学能源学院,陕西西安710054 01.12.2021; 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安710054; 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安710054%陕西煤业化工技术研究院有限责任公司,陕西西安710070%国家能源集团新疆能源有限责任公司,新疆乌鲁木齐830027%中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116; 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安710021%西安科技大学能源学院,陕西西安710054
• Subjects: 采动强度;开采扰动;冲击地压;矿井产能;深部开采
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2021.0184

TD74; 开采扰动是导致深部煤岩体发生变形、冲击、失稳的根本原因,而开采扰动特征与采动强度密切相关.进入深部开采后,冲击地压矿井数量随采动强度的增大而不断增多,研究冲击地压矿井不同采动强度下的开采扰动特征,进而根据采动煤岩力学响应特征确定合理的采动强度对冲击地压防控具有重要意义.以典型冲击地压矿区彬长矿区为例,利用数值模拟及理论分析根据不同采动强度下煤岩采动应力、能量释放及覆岩垮落结构特征,分析了不同推进速度、不同采厚下的开采扰动特征,评估了不同采动强度时采动煤体的冲击危险性,并探讨了开采扰动特征在矿井产能调控及开采方法优选等方面的应用.研究结果表明:①煤炭年产量与冲击地压矿井数量呈正比例关系,且深部矿井发生冲击地压的可能性明显高于浅部矿井;②整层开采的顶底板应力、超前支承压力及冲击危险性均大于分层开采,且前者存在明显的应变能峰值前移现象;③工作面采厚增加将会引起关键块的回转角及断裂度增大,提高了滑落失稳及回转失稳的可能性,推进速度加快将会提高回转失稳的可能性,更易诱发上覆岩层破断及能量大量释放,从而提高冲击危险性;④揭示了不同采动强度下的深埋煤层工作面的开采扰动特征,提出了根据不同采动强度下的开采扰动特征反向确定矿井合理的采动强度,进而确定矿井产能的方法,并基于开采扰动特征优选了孟村煤矿开采方法,为指导矿井冲击地压灾害防治提供了科学依据.