深部煤巷脆硬岩层底鼓机制与控制策略研究

"深部煤巷急剧底鼓全程力学作用机制及控制原理" 深部煤炭开采过程中，煤巷底板的稳定性至关重要，特别是对于脆硬岩层的底板，其急剧底鼓现象会带来严重的安全风险。这篇研究文章深入探讨了深部煤巷底板冲击失稳的问题，对比分析了软弱岩层与脆硬岩层在底鼓过程中的差异，旨在揭示脆硬岩层底板急剧底鼓的成因、演化过程和控制策略。 首先，研究指出脆硬岩层底板急剧底鼓是一个动态的能量释放过程，包括四个主要阶段：形变蓄能、裂变耗能、运移震动和闭锁稳定。在形变蓄能阶段，底板受到上覆岩层压力而产生变形，积累能量；随后的裂变耗能阶段，底板内部出现裂隙，能量逐渐释放；运移震动阶段，底板结构开始移动并引发震动，能量进一步消耗；最后，底板进入闭锁稳定状态，形成稳定的"翼形块"结构，能量运作模式趋于平衡。 这个过程中，底板的结构形态由"蓄能弓"转变为"翼形块"，意味着底板从一个相对连续的整体转变为多个相对独立的部分，这一变化对底板的稳定性产生了重大影响。同时，底板能量运作模式的调整，反映了底板动态响应与能量释放的复杂性。 在控制策略方面，研究提出"支-卸"结合的方式是应对深部煤巷急剧底鼓的有效方法。"支"指的是采取支撑措施，如安装锚杆、锚索等，以增强底板的承载能力，防止过度变形；"卸"则是指通过适当的卸压手段，比如煤体预裂、局部开采等，减少底板上方的压力，降低底板的能量积累，从而达到控制底鼓的目的。 总结来说，深部煤巷的底板管理需要考虑岩层性质、能量释放机制以及合理的工程干预措施。通过对脆硬岩层底板急剧底鼓的深入理解，可以为矿山安全提供理论指导，优化开采方案，避免或减轻底板失稳带来的灾害。这一研究对深部煤炭资源开采具有重要的实践意义，为解决类似问题提供了科学依据。