厚硬火成岩下煤层动力灾害成因与防治研究

"厚硬火成岩下突出煤层动力灾害致因研究" 本文是一篇深入探讨煤炭开采中动力灾害原因的行业研究报告，主要关注的是海孜煤矿遇到的问题，该煤矿在开采过程中面临由上覆厚层坚硬火成岩引发的突水、瓦斯突出、冲击地压和地表沉陷等煤岩动力灾害。研究人员采用了多种实验方法，包括煤样的SEM（扫描电子显微镜）分析、煤的组分测定和反射率测量，以揭示这些灾害的形成机制。 首先，研究指出厚硬火成岩的热演化和封闭效应导致下伏煤层的孔隙发育，增强了煤层对瓦斯的吸附能力，从而增加了瓦斯突出的危险性。这意味着在开采过程中，由于煤层中吸附的瓦斯增多，一旦释放，可能导致严重的瓦斯突出事故。 其次，利用板应力拱平衡理论，作者们分析了采动离层裂隙的发展规律。在厚硬火成岩下开采时，由于其坚硬且不易断裂，其下的煤岩层会形成持续的裂隙和离层，这为瓦斯的卸压抽采提供了条件，但同时也可能加剧动力灾害的发生。 然后，通过应用梁结构破断弹性理论，研究发现厚硬火成岩对冲击地压和突水的影响显著。当煤层持续大规模开采，厚硬火成岩可能会突然破裂并滑落，这个过程会释放大量能量并向周围传播，从而触发冲击地压事件，同时可能伴随矿井水灾。 最后，这些动力灾害不仅限于地下，还会导致地表沉陷，即地表因开采活动而下沉变形，这对地面建筑和环境安全构成威胁。因此，对厚硬火成岩下煤层的动力灾害研究对于预防和控制这些灾害至关重要，有助于制定更有效的安全开采策略。 该研究揭示了厚硬火成岩下突出煤层动力灾害的复杂性，强调了地质条件、开采活动以及岩层物理特性在灾害发生中的关键作用，为煤矿安全开采提供了重要的理论依据和实践指导。