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作者：吕鹏飞;耿伊健;孙宇霆;王永亮;刘洋;梁野;
单位：内蒙古科技大学矿业与煤炭学院;内蒙古自治区矿业工程重点实验室;内蒙古自治区煤炭安全开采与利用工程技术研究中心;内蒙古煤炭绿色开采与绿色利用协同创新中心;国家电投集团内蒙古能源有限公司;
摘要：为探究倾斜厚煤层掘进巷冲击地压机制及其有效的防治优化措施,以新疆某煤矿(4–5)06W胶带巷掘进发生顶板型冲击地压为背景,运用现场勘察、室内实验、力学建模及数值模拟等方法开展了研究,总结了倾斜厚煤层托顶实体煤掘进巷冲击地压显现特征,将冲击巷道破坏范围划分闭合区、严重破坏区及严重变形区,通过现场勘察确定了巷道顶煤是冲击主体,分析了煤层倾角、厚度及巷道煤岩组合对冲击地压发生的影响特征,数值反演了工程背景下的冲击动力现象,探讨了冲击地压发生的力学机制,并提出巷道继续掘进防冲优化布置及解危卸压方案。研究结果表明:(1)随煤层倾角的增大,正应力持续增大,但变化范围较小;顶板承受的切应力分为减小、缓慢增加和急速增加3个阶段;计算得出工程背景下半煤岩巷道掘进积聚的能量大于煤层巷道;(2)倾斜厚煤层托顶实体煤巷道掘进冲击机制包括3方面,(1)煤层倾角引发的顶板应力非均衡分布,(2)锚索过长导致不能充分发挥其悬吊组合作用,锚固效果较差,(3)倾斜下滑力与原水平应力共同作用易诱发巷道顶板煤体离层冒落;(3)提出了巷道继续掘进防冲优化方案,通过微震监测得出煤岩体积聚的能量由剧烈释放转为高频低能释放,巷道掘进冲击危险性显著降低,实现了(4–5)06W工作面剩余巷道的安全掘进。
关键词：倾斜厚煤层;掘进巷道;冲击地压机制;防冲优化
基金资助：国家自然科学基金地区资助项目(52464019); 内蒙古自治区自然科学基金面上资助项目(2023MS05028); 内蒙古自治区直属高校基本科研业务费资助项目(2023QNJS092)
