急倾斜特厚煤层冲击地压机理与防治策略

"蓝航. 近直立特厚两煤层同采冲击地压机理及防治[J]. 煤炭学报, 2014, 39(S2):308-315. doi:10.13225/j.cnki.jccs.2014.0387" 本文详细探讨了近直立特厚煤层在水平分段开采过程中出现的冲击地压问题及其防治方法。作者首先指出了急倾斜特厚煤层独特的地质条件和技术挑战，特别强调了区域构造应力特征和地应力测量的重要性。基于这些数据，他们构建了一个急倾斜特厚煤层两侧采空岩柱的外伸梁力学模型。 在这个模型中，"撬杆效应"是关键概念，即两侧采空岩柱在开采过程中对煤体施加的杠杆作用力，这种力在近直立特厚水平分段两煤层同采的情况下，成为了引发冲击地压的源头。作者进一步推导出该力源导致煤体应力随时间变化率的公式，并提出当这个变化率等于或超过煤体的动态破坏应力指数时，冲击地压的发生机制就被触发。 为了验证理论模型，作者进行了数值模拟和现场微震监测。结果显示，在受到水平构造应力主导的两侧采空岩柱下方，存在明显的应力集中和能量积累区域，这是冲击地压发生的前兆。因此，他们提出了一种预防策略：在开采水平上方的工作面前方定期进行爆破和高压注水，以减轻岩柱的应力集中，从而防止冲击地压的发生。 现场实施这一防治措施后，效果显著。这表明，通过科学的应力控制手段，可以有效缓解和防治近直立特厚煤层开采中的冲击地压问题，保障煤矿安全生产。此研究为类似条件下的矿井冲击地压防治提供了理论依据和实践指导。 关键词涉及的领域包括近直立特厚煤层的地质特性、冲击地压的形成机制、动态破坏应力指数的概念以及通过模拟和实地监测来评估和管理风险的方法。这项研究不仅对于矿业工程有重要的实践意义，也为地质力学和矿山安全领域的理论研究提供了新的视角。