鄂爾多斯礦區高位厚硬巖層破斷機理及響應規律

高中祥，曲 治，李 友，陳 淼

（1.兗礦能源集團股份有限公司，山東 濟寧 272000；2.山東科技大學能源與礦業工程學院，山東 青島 266590）

0 引 言

由于地層形成的復雜性，在煤系地層中會賦存著硬度高、厚度大的巖層。在我國的鄂爾多斯地區，煤層上方存在著有硬度高、厚度大的砂巖組。該巖層具有強度高、厚度大、遠離采場、懸頂面積大等特點[1]。在該地區煤礦開采中，隨著工作面煤體的不斷采出，采空區面積逐漸增大，厚硬巖層會形成大面積懸頂并積聚大量彈性能，當采空區面積達到極限值，厚硬巖層發生破斷失穩并突然釋放積聚的大量彈性能，產生大能量強礦震事件，不僅會極大的提高井下沖擊地壓發生概率，影響煤礦安全生產，甚至還會引起地面強烈震感，對建筑物構成震動威脅，對煤炭安全高效開采與礦區和諧穩定發展提出了嚴峻挑戰，。

我國學者對厚硬巖層破斷規律進行了諸多研究，取得了大量有益成果。蔣金泉等[1-3]建立了厚硬巖層的力學模型，研究得到了巖層破斷跨度的計算式，并利用微震、支架壓力及地表下沉等進行了動力響應分析；姜福興等[4]研究覆巖結構提出了“載荷三帶”理論，基于該理論對采場可能發生的沖擊地壓進行了分類和危險性判定；張明[5-6]提出了基于厚硬關鍵層破斷導致強礦震的評估方法，并提出了防控思路；王樹立等[7-8]建立了多工作面聯合運動的力學模型，推算了紅層砂巖的破斷步距并闡明了紅層破斷規律，并利用微震技術分析驗證了響應特征?！?br>