乌东煤矿急倾斜岩柱动力学失稳诱灾倾向深度预测与防控策略

乌鲁木齐矿区乌东煤矿是一个开采条件极其复杂的地质环境，主要特点是存在急倾斜的特厚煤层群，其中夹杂着平均厚度达到60米的倾斜岩柱。这种特殊的构造使得该地区近年来频繁遭遇动力灾害，对煤炭开采安全构成严重威胁。本文旨在解决这一问题，通过深入研究和多方位的方法进行综合分析。 首先，研究者基于实地调查的数据，构建了一种名为"应力撬转效应"(Stress Leveraging Rotation Effect, SLRE)的力学模型。这个模型揭示了岩柱在动力学失稳过程中如何引发动力灾害的机理，即当岩柱承受的压力超出其承载能力时，应力分布的不均匀性可能导致岩体内部的应力集中，从而诱发动力学失稳，如地震、地表沉降等灾害。 接着，通过现场微震监测技术，研究人员对岩柱的动态失稳过程进行了细致观察。他们发现，急倾斜岩柱的失稳过程可以划分为四个阶段：扰动破裂阶段，岩体在外部扰动下开始出现裂纹；应力挤压阶段，裂纹扩展导致内部应力增强；断裂失稳阶段，裂纹加剧并可能导致整体结构崩溃；最后是应力重构阶段，失稳后的岩柱结构重新调整，形成新的应力分布。这些监测数据为理解岩柱失稳的动力学行为提供了关键线索。 在综合分析上述研究成果后，研究者成功圈定了深层岩柱动力失稳的诱灾倾向区域。具体来说，风险较高的区域主要包括B1-2煤层+500~+510米的开采煤体以及B3-6煤层+475~+485米的岩柱侧煤体。这些发现对于制定灾害防控策略和优化安全开采措施具有重要意义，有助于减少安全事故的发生，保障矿工的生命安全，同时也有利于提高煤炭开采的经济效益。 总结来说，这项研究通过理论分析和现场实践，不仅深化了我们对急倾斜特厚煤层层间岩柱动力学失稳的理解，还为预防和控制这类灾害提供了实用的预警工具和科学依据，对于提升我国矿产开采行业的安全管理水平具有显著价值。