深部煤巷脆硬岩层底鼓机制与控制策略研究
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更新于2024-09-03
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"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。
2020-07-16 上传
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