掘进工作面煤壁突然压出影响因素模拟研究
2021-06-30魏诚敏李璐王启飞
矿业科学学报 2021年4期
魏诚敏,李璐,王启飞
1.中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院,北京 100083;2.北京建筑大学机电与车辆工程学院,北京 102616
随着我国煤炭开采逐步进入地下深部环境,自然因素诸如地应力、瓦斯压力及地温等随之增强,加剧了煤与瓦斯突出、冲击地压等煤岩瓦斯动力灾害事故发生的危险性及发生概率,对煤矿安全生产造成严重威胁[1-4]。煤矿井下掘进工作面首先揭露煤层,工作面煤壁在采掘应力影响下发生破坏,具有较大危险性,因此急需针对掘进工作面煤壁突然压出开展深入研究。
近年来,国内外学者对煤的突然压出机理进行了相关研究。齐黎明等[5]分析了煤体压缩量、煤层最大位移及煤体弯曲所需能量与压出地点距煤壁距离之间的关系。汪长明[6]认为采煤工作面煤体压出力学机制是由煤层与顶底板构成的系统在能量极限状态下发生的失稳破坏,受周期来压的影响而呈现出周期性特征。胡千庭等[7]研究了煤的压出在竖直方向受超前支承压力影响出现层裂破坏,水平方向在剪应力作用下产生层滑失稳。蒋承林[8]认为压出是一种弱突出现象,在煤体初始瓦斯膨胀能较小时产生并形成口大腔小的孔洞,与突出孔洞特征相异。刘杰[9]通过实验分析得出压出发动的荷载及能量条件,揭示了压出时应力、瓦斯压力及煤体破裂层次演化过程。孟贤正[10]研究认为,地应力为煤的突然压出提供主要动力源,开采工艺是激发煤体突然压出的外因,在压出初期起到重要作用。……
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