论文摘要
由于社会发展的需要和采掘工具的发展,我国有较多的煤矿已经开始深部开采。在开采过程中出现矿山压力明显增大、矿山动力现象比较明显,导致了很多危害的发生,严重的威胁着井下生产的安全,急倾斜煤层又是矿山动力现象发生的高发区域。因此,对急倾斜煤层冲击倾向性理论与应用的研究就显得尤为重要。本文基于采自通化矿业(集团)公司道清煤矿的实测数据和力学实验室内的实验数据,结合理论分析、实验研究以及数值模拟的方法,针对道清煤矿的实际情况进行了急倾斜煤层冲击倾向性理论与应用的研究。对煤岩试件进行实验室内、现场测试,得到了道清煤矿煤岩的各项物理力学参数。为数值模拟和理论计算提供了真实、可靠的数据。为后续的研究工作以及日后针对该矿山的相关科研工作提供了条件。通过对不同煤层倾角对覆岩活动影响数值模拟和所建立的理论解析模型计算,提出了急倾斜煤层冲击倾向性理论:冲击地压失稳理论认为煤岩受到外力作用变形、发生突然破坏的原因不仅是强度问题,而且是变形稳定性不够、丧失稳定性的问题;急倾斜煤层采空区顶板上覆岩层由于受煤层倾角的影响,除产生垂直煤层方向的弯曲下沉外,还应产生平行煤层方向的位移。煤层倾角越大,则顶板轴向压缩变形反而越小,因此急倾斜煤层顶板的变形破坏仍以横向弯曲为主;冲击地压形成的过程是一个由发生前的准静态平衡状态失稳转变到另一个稳定平衡状态的动力失稳过程。以上理论的提出对急倾斜煤层冲击倾向机理的研究有重大指导作用。通过三组煤岩试样测试得到煤岩破坏时间、弹性能指数、峰值前聚集的变形能、峰值后变形能、单轴抗压强度。归纳七项防治冲击地压措施以保证矿井安全生产。并根据道清煤矿的地质条件以及煤层赋存条件,提出动力现象的防治基本原理和防治动力现象的综合技术。