煤厚变化区采动应力演化及其冲击影响研究
2020-07-13尚秀全杨浩宇张永贵朱广安
尚秀全,杨浩宇,艾 国,张永贵,朱广安
(1.神木职业技术学院,陕西 神木 719300; 2.北方魏家峁煤电有限责任公司,内蒙古 鄂尔多斯 017000; 3.西安科技大学能源学院,陕西 西安 710054)
随着煤矿进入深部开采,冲击地压灾害的频度和强度显著增加,难以有效预测与防治。根据统计分析,冲击危险程度与煤层厚度及其变化密切相关[1]。大量的现场观测和地应力测量发现,在煤厚变化区域,地应力场发生异常现象,应力集中程度高,易于诱发强矿震和冲击地压显现[2]。近年来,国内外学者通过数值模拟和微震监测等方法,对煤厚变化区域矿震活动、应力和弹性能等分布规律进行了研究[3-6]。本文以山东某矿深部工作面为例,针对切眼贯通过程中矿震呈“条带”分布特征进行分析,结合现场实际揭露的煤层变薄带,探索煤厚变化对初始应力和采动应力的影响,为类似条件下的强矿震、冲击地压事故提供借鉴。
1 工作面概况
3112工作面平面布置如图1所示,在四周断层(F2、FX2、F3111-1和F3)的切割作用下,3112工作面区域成为单独的一个块体,西侧为3113采空区(工作面宽度70 m),东侧为3109采空区、3110采空区和3111采空区形成的大采空区(工作面宽度依此为70 m、110 m和70 m)。 3112工作面埋深约900 m,煤层平均倾角10°;煤层厚度2.8~9.0 m,平均6.73 m;走向长度平均541.8 m,倾向长度52.9~112.9 m。工作面地质条件复杂、埋深较大、冲击危险性高。
2 冲击地压概况及原因分析
3112孤岛工作面在整个掘进和初步回采过程中累计发生3次冲击地压事故[7-8],首先是2011年11月17日3112材料道掘进发生一起冲击地压事故,如图1中45°填充斜线区域所示。……
