特厚煤层大巷复合构造区重复冲击致灾机制及控制技术

doi:10.13722/j.cnki.jrme.2022.0045

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摘要针对日益严峻的煤矿大巷群冲击问题，以某矿中央大巷复合构造区为工程背景，采用理论分析、数值模拟、现场监测与工程实践相结合的方法，研究大巷群重复冲击致灾机制及防治方法，得到如下结论：(1) 中央大巷复合构造区冲击地压是在特定地质环境和工程结构叠加作用下，以静载为绝对主导的自发型冲击；(2) 冲击后巷道围岩抗冲击能力下降和煤体应力恢复性增长是冲击地压重复发生的根本原因，没有支护的厚底煤承受高集中应力，成为能量释放的突破口，表现为底煤冲击；(3) 采用顶板超长孔水平分段压裂技术对中央大巷复合构造区进行区域卸压，通过压裂，使原本完整较好的坚硬目标岩层内形成数量众多、方位和长度不一的网状裂缝，大幅减弱岩层的整体强度，破碎后的岩层可视为塑性垫层，能起到吸收部分能量和减弱上覆顶板应力传递的作用，使应力由“硬传递”转化为“软传递”，进而降低压裂区域下方煤层的整体静载水平，使其无法恢复到冲击地压发生所需临界载荷，实现了降低冲击致灾风险的目的。

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关键词 ：采矿工程, 冲击地压, 发生机制, 水力压裂, 防治技术, 超长钻孔, 大巷煤柱

Abstract：针对日益严峻的煤矿大巷群冲击问题，以某矿中央大巷复合构造区为工程背景，采用理论分析、数值模拟、现场监测与工程实践相结合的方法，研究大巷群重复冲击致灾机制及防治方法，得到如下结论：(1) 中央大巷复合构造区冲击地压是在特定地质环境和工程结构叠加作用下，以静载为绝对主导的自发型冲击；(2) 冲击后巷道围岩抗冲击能力下降和煤体应力恢复性增长是冲击地压重复发生的根本原因，没有支护的厚底煤承受高集中应力，成为能量释放的突破口，表现为底煤冲击；(3) 采用顶板超长孔水平分段压裂技术对中央大巷复合构造区进行区域卸压，通过压裂，使原本完整较好的坚硬目标岩层内形成数量众多、方位和长度不一的网状裂缝，大幅减弱岩层的整体强度，破碎后的岩层可视为塑性垫层，能起到吸收部分能量和减弱上覆顶板应力传递的作用，使应力由“硬传递”转化为“软传递”，进而降低压裂区域下方煤层的整体静载水平，使其无法恢复到冲击地压发生所需临界载荷，实现了降低冲击致灾风险的目的。

Key words：采矿工程冲击地压发生机制水力压裂防治技术超长钻孔大巷煤柱

引用本文:

夏永学1，2，潘俊锋1，2，谢非1，2，冯美华1，2，刘少虹1，2，陆闯1，2. 特厚煤层大巷复合构造区重复冲击致灾机制及控制技术[J]. 岩石力学与工程学报, 2022, 41(11): 2199-2209.
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链接本文:

http://rockmech.whrsm.ac.cn/CN/10.13722/j.cnki.jrme.2022.0045 或 http://rockmech.whrsm.ac.cn/CN/Y2022/V41/I11/2199

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