坚硬顶板断裂释放能量及其对煤层扰动影响研究

摘要：

估算和评价坚硬顶板断裂对采煤工作面煤壁稳定性的影响,是煤矿开采中亟需研究解决的课题.引用坚硬顶板断裂震源函数,获得坚硬顶板断裂应力波速度时程曲线,估算顶板断裂震源能量,分析顶板厚度及顶板强度的影响特征;在FLAC3D数值模型中设置结构面,模拟基本顶破断及下方直接顶受迫断裂,在此基础上引入顶板断裂应力波速度时程曲线,从扰动能量角度对采煤工作面煤壁稳定性进行动力学模拟分析.研究结果表明:顶板断裂震源应力波主要受断裂顶板厚度和顶板强度的影响,且随着断裂顶板厚度和强度的增大,应力波最大振幅增大、震源释放能量增加;坚硬顶板断裂对下方采煤工作面的影响主要集中在煤壁前方0～6 m,特别是0～2 m范围内.回归出了断裂震源能量对煤壁前方0～2 m范围扰动能量传递率表达式.分析表明,断裂扰动后煤壁前方发生岩爆的剧烈程度等级增加,且扰动后煤壁前方极限平衡区能量增幅达26％～32％,易发生煤壁失稳甚至冲击性破坏.

关键词：坚硬顶板、数值模拟、断裂扰动、能量传递率、煤壁稳定性

所属期刊栏目：41

分类号：TD324(矿山压力与支护)

资助基金：山东省自然科学基金ZR2016EEM36

在线出版日期：2022-11-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：30-38