深部急倾斜煤层动力失稳原因探讨：底板撬动与应力集中

本文主要探讨了急倾斜煤层深部开采过程中煤岩动力失稳的现象及其原因，通过对大洪沟煤矿的实际案例进行理论分析和岩石力学试验，得出了导致动力失稳的关键因素。 在急倾斜煤层深部开采时，动力失稳是一个重大的安全问题。研究表明，以下几个方面是诱发动力失稳的主要原因： 1. 开采深度：随着开采深度的增加，地层压力增大，煤岩体承受的压力也相应增加，这可能导致煤岩结构的破坏，从而引发动力失稳。 2. 顶底板夹持作用：在急倾斜煤层开采中，顶板和底板对煤层的夹持力对煤岩稳定性至关重要。当这种夹持力发生变化，如因开采导致顶底板破断，可能产生强烈的动力效应。 3. 顶底板破断：开采过程中的顶底板破裂会改变原有的应力分布，可能形成应力集中区域，促进动力失稳的发生。 4. 煤岩物理力学性质：煤岩的强度、弹性和塑性等物理力学特性直接影响其在高压环境下的稳定性。如果煤岩性质较差，更容易发生动力失稳。 5. 应力集中：当采掘工作面相互接近或相向作业时，超前压力叠加会导致局部应力显著增加，形成严重的应力集中，从而增加动力失稳的风险。 文章中提到的大洪沟煤矿B3+6煤层工作面相向采掘就是一个典型例子，这种采掘方式加剧了应力集中，使得煤层的稳定性更加脆弱。为了防止动力失稳，研究人员建议采取以下措施： 1. 爆破卸压：通过爆破手段降低煤岩体内的应力，减少弹性势能的积累，有助于防止动力失稳的发生。 2. 注水弱化：利用注水技术软化煤岩，降低其强度，有助于缓解应力集中，提高煤岩体的抗动力失稳能力。 3. 优化采掘布置：合理规划采掘顺序和方向，避免工作面间的超前压力叠加，减轻应力集中现象。 理解急倾斜煤层深部开采的动力失稳机制对于确保煤矿安全生产具有重要意义。通过科学的分析方法和合理的工程措施，可以有效预防和控制动力失稳事件，保障矿工的生命安全和矿山的稳定运营。