分层分采层间坚硬岩层破断致灾机理及防控技术

摘要：

针对分层分采层间坚硬岩层破断诱发动力灾害的复杂难题,通过运用物理相似模拟试验与力学分析结合的方式,深入分析新疆宽沟煤矿B2与B4-1煤层之间的坚硬岩层受双重回采影响下的破断演化过程,发现层间坚硬岩层破断致灾机理源于其悬臂结构的破断释能,建立层间岩层悬臂梁结构模型,推导出层间岩层临界破断状态下的挠曲线及转角方程,得出层间岩层破断的致灾总能量、悬臂结构强度和覆岩载荷三者间的关系.结果表明:覆岩越重,其施加于悬臂结构的致灾能量就越大,悬臂结构越长,其聚集的弹性能就越多,而悬臂结构越坚硬,则其破断释放的能量越多,这三者的相互作用,会导致层间坚硬岩层破断时诱发动力灾害.由此,提出爆破切顶措施,有效扩展需破断岩体的原生裂隙及结构弱面,降低坚硬岩层的轴向强度,破坏岩层的完整性,使得大范围悬顶事件基本杜绝,为矿井后续安全开采提供保障.

关键词：分层分采、层间坚硬岩层、物理相似模拟、悬臂梁结构、爆破切顶

所属期刊栏目：42

分类号：TD32(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金51874231

在线出版日期：2023-04-26（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：1055-1063