褶皱区底煤厚度对动载诱导巷道冲击的关键影响

本文主要探讨了褶皱区中特厚煤层巷道底板冲击问题，针对不同底煤厚度对动载引发的冲击影响进行了深入研究。褶皱区的地质复杂性使得底煤厚度成为影响巷道稳定性的重要因素。研究者利用岩体力学理论和FLAC2D有限差分数值模拟软件，模拟了在动力扰动作用下，底煤厚度分别为小于3米和大于或等于3米两种情况下的煤体动态响应。 首先，他们发现动力扰动能够加剧处于极限应力下的煤体内部应力，当煤体承受超出其稳定阈值的应力时，会打破原有的平衡状态，导致底板冲击的发生。对于底煤厚度小于3米的情况，即使受到一定程度的应力波扰动，由于硬质粗砂岩的支撑作用，底板并未立即失稳。然而，一旦达到临界条件，失稳风险显著增加。 其次，当底煤厚度达到或超过3米时，底板的稳定性明显降低，更容易在扰动下失稳。并且，研究发现随着底煤厚度的增加，底板冲击显现的强度呈现缓慢增长的趋势。这意味着随着底煤厚度增大，每次冲击带来的冲击力会逐渐增大，可能引发更严重的冲击灾害。 此外，研究还指出，初次冲击失稳后，后续的动载扰动对底板的冲击危险性有所降低，表明采取适当的控制措施可以减小二次冲击的可能性。这对于设计和管理褶皱区的巷道安全性具有重要的指导意义，强调了在工程实践中需充分考虑底煤厚度这一关键参数，进行合理的巷道支撑结构设计和施工策略优化。 这篇研究通过数值模拟揭示了褶皱区底煤厚度与动载诱导巷道底板冲击之间的密切关系，为煤层开采中的安全管理和工程设计提供了科学依据和技术支持。在实际操作中，工程师们可以根据这些研究成果，制定更为精确的地质预测模型和灾害防控措施，确保煤矿开采过程中的安全。