上覆殘采煤層不均衡空間結構沖擊致災研究

李 康

(1.神華新疆能源有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830027；2.西安科技大學 能源學院，陜西 西安 710054)

0 引 言

近年來，隨著機械化水平的提高，煤礦開采強度的日益增大，加之在堅硬特厚巖層礦區，沖擊地壓的發生深度愈發向淺部煤層轉移[1-3]，淺埋煤層堅硬頂板的存在[4-6]，成為誘發的強礦震及強沖擊地壓的主要因素[7-9]。在近距離煤層及多煤層開采時，上覆保護層的開采在一定程度上減小下部煤層的沖擊地壓發生的概率，稱之為區域性解危措施[10-13]。但在實際回采過程中，因各種歷史原因，在上覆保護層開采后存在的應力集中，反而使得下部保護層局部區域處于沖擊地壓危險區域。

姜福興等[14]提出局部保護層開采的防沖方案，通過建立力學模型推導出在局部保護層開采作用下巖體應力的計算公式，為設計的下煤層巷道的安全位置提供了理論依據；沈榮喜等[15]通過數值模擬分析認為：下保護層開采使得被保護工作面應力峰值降低，使應力峰值位置向煤體深部轉移，增大了被保護工作面圍巖的位移，有利于釋放沖擊彈性能；楊俊哲[16]通過分析現場礦壓數據可知采動影響導致上覆采空區集中煤柱失穩引發其上覆基巖關鍵塊突然回轉失穩，進而破壞下煤層基巖關鍵塊的鉸接結構，使其由回轉失穩變為破壞性的滑落失穩，上下基巖層關鍵塊體失穩產生的沖擊載荷作用直接導致動壓事故；藍航等[17]采用數值模擬分析了掘進巷道通過上層保護層開采終采線區域的應力分布，認為多次采動應力疊加是沖擊地壓發生的力源，并提出了在強沖擊危險區域進行加強支護和大孔徑鉆孔結合煤體松動爆破的解危措施；……