厚硬顶板多煤层开采煤柱型冲击显现分析

摘要

现有研究只是针对特定条件下的冲击显现特征进行分析,缺乏对厚硬顶板条件下煤柱诱发冲击显现的研究。针对该问题,以新疆某矿I010203工作面为研究对象,采用现场监测、数值模拟手段,分析了厚硬顶板多煤层开采条件下的工作面冲击显现特征及原因。通过分析现场监测的微震大能量事件空间分布规律、支架压力分布特征,以及数值模拟的工作面回采期间围岩应力分布特征,得出结论:工作面运输巷区域应力集中程度和微震事件密集程度均高于回风巷区域,顶板与煤层区域应力集中程度与微震事件密集程度大于底板区域。基于上述结果,采用动静载叠加诱冲理论分析了I010203工作面开采过程中煤柱型冲击显现原因:①运输巷区段煤柱上方易产生侧向悬顶,长悬顶突然破断并产生大量动载荷,同时在开采过程中煤柱和顶板积聚了大量静载荷,当两者叠加超过临界载荷时可能造成工作面冲击显现或大能量事件;I010203工作面回采过程中受煤柱集中应力、上覆顶板及围岩支承应力等主控因素影响,易产生煤柱型、厚硬顶板垮落型冲击显现。②当工作面回采位置逐渐接近“刀把形”采空区边界时,边界应力向下传递至I010203工作面,从而导致I010203工作面冲击危险性进一步增大。