急倾斜煤层开采覆岩动力灾害特征与防控

"急倾斜煤层开采覆岩联动致灾特征分析-论文" 本文是一篇关于急倾斜煤层开采中动力灾害研究的专业论文，主要探讨了乌鲁木齐矿区急倾斜煤层采空区顶板冲击失稳引发的动力灾害问题。作者对乌东煤矿的地质条件进行了深入分析，构建了急倾斜煤层覆岩结构的力学模型，以此为基础，通过分析顶板岩梁的能量分布，揭示了灾害的发生机制，并提出了相应的防控策略。 论文中设计并实施了覆岩联动致灾的物理相似模拟试验，利用红外热像技术和岩石破裂声发射（AE）监测技术，研究了覆岩在不同阶段的“声-热”演化规律。结合3DEC离散元数值计算方法，作者能够确定灾变发生的时空信息，为动力灾害的预防提供了科学依据。研究表明，急倾斜煤层开采过程中，顶板的岩梁与覆岩应力拱构成的“拱-梁”结构在高阶段水平分段短壁综放开采条件下易发生失稳，导致动力灾害。该结构可以被划分为三个区域：本水平梁端起裂区、中部离层演生区和上水平拱脚高能区，其中上水平拱脚高能区是灾害的主要触发区域。 此外，文章还指出，在急倾斜煤层开采过程中，覆岩结构的动态破裂遵循着阶段性“声-热”演化规律。通过对比三个区域内的热值异化程度和AE能率变化，将顶板破裂过程分为低水平发展、震前平静、加速活跃和松弛四个阶段，其中加速活跃阶段被视为灾害的孕育期。 基于这些研究成果，作者提出了采空区顶板预裂爆破切顶的解危措施，并通过全景智能钻孔窥视监测验证了其效果。实践证明，这种预裂爆破技术能显著改善顶板稳定性，有效控制动力灾害的发生，为急倾斜煤层的安全开采提供了实际操作方案。 这篇论文深入探讨了急倾斜煤层开采中的动力灾害问题，通过理论分析、模拟实验和数值计算，揭示了覆岩结构的动态特性，为类似矿区的安全管理提供了重要的理论支持和技术指导。