我國西部礦區(qū)多為淺部開采,但目前已有個別礦區(qū)如內蒙古呼吉爾特礦區(qū)進入深埋煤炭資源的開采階段,上述礦區(qū)主采煤層上方還賦存有堅硬頂板,且多數礦井工作面區(qū)段煤柱設計為20⁴0m寬煤柱,隨著采深的增加、堅硬頂板的存在和生產布局影響,采場中沖擊礦壓顯現頻次與強度逐漸增加,給深部煤炭資源開發(fā)與職工安全帶來極大威脅。為此,論文以我國內蒙古呼吉爾特礦區(qū)埋深超過600m的3-1煤層工作面為工程背景,采用現場實測、理論分析、模擬研究、實驗室測試及實踐驗證等方法,針對深部堅硬頂板寬煤柱條件下沖擊礦壓的顯現特征、誘發(fā)機理及爆破降沖原理及技術等方面開展研究,成果主要體現在如下方面:（1）現場監(jiān)測數據分析發(fā)現了呼吉爾特礦區(qū)采場沖擊礦壓具有“小周期顯現”、“大周期顯現”與“特殊顯現”3種顯現形式,并根據沖擊礦壓發(fā)生區(qū)域采場特點提出了側向多層懸頂與采空殘留懸頂2種采場結構形態(tài)。（2）建立了“沖擊施載結構”失穩(wěn)動荷載與“沖擊承載結構”平衡靜荷載的計算模型,推導了3個時間階段動載能量的表達式,并根據動載模型得到了分階段“沖擊承載結構”能量失穩(wěn)準則。（3）模擬研究了門克慶煤礦采場結構演化一般規(guī)律,發(fā)現... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：180 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

覆巖破裂模型（懸臂梁）

博士學位論文稱“馬鞍形”分布逐漸演變?yōu)椤肮靶巍狈植肌Ｈ绻褐闹С心芰M足要求，且疊加后的峰值應力小于煤柱極限承載能力，則煤柱會暫時保持穩(wěn)定。（4）煤柱的穩(wěn)定并不是持續(xù)存在的，隨著時間延長，煤柱靠近采空區(qū)側的區(qū)域會出現失穩(wěn)破壞現象，造成煤柱內承載結構尺寸減小，當應力峰值超過煤柱內承載結構的極限強度后，煤柱會突然整體壓縮失穩(wěn)，隨著煤柱壓縮，上覆巖層會出現進一步的運動，上傳至高位巖層后會呈現出圖 3-4（e）所示的覆巖破斷情況，此時，會產生破斷動載，傳導至工作面區(qū)域時會誘發(fā)工作面沖擊。研究“沖擊承載結構”（煤柱）受動載影響的失穩(wěn)形態(tài)，應結合動載來源“沖擊施載結構”（頂板）系統(tǒng)考慮。一般認為頂板的剛度 kr要大于煤體的剛度 kc，若頂板出現下沉引起的動載將施加在煤柱中，此時，煤柱較為容易失穩(wěn)破壞。將頂板簡化為上部受上覆巖層荷載及自重作用，下部受煤柱影響的板狀結構，并將各層頂板簡化為彈性體。根據煤柱的流變與突變特性，可以將煤柱看做為彈性結構與脆性結構的集合體。假設煤柱是由 n 個等距的彈脆性結構組成，建立簡化彈性-彈脆性模型如圖 3-5 所示。

段工作面已開采后，已經不具備前工作面巷道施工巷道內施工切頂孔，設計兩種鉆孔：煤柱上方鉆孔，鉆孔目的是切斷懸頂完整性，改變效果，每組鉆孔設計為兩個，共分為了 M-A、M-M-B、M-C 組為低位巖層弱化鉆孔，M-D 組為高位 6-2 與圖 6-3 所示。表 6-2 本工作面煤柱上方鉆孔施工參數表ruction parameter table of boreholes above the present coal pilla序號 鉆孔深度/m 1 22 2 36 1 36 2 50 1 50 2 64 1 64 2 80

【參考文獻】：
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本文編號：3580699