我國西部礦區(qū)多為淺部開采,但目前已有個(gè)別礦區(qū)如內(nèi)蒙古呼吉爾特礦區(qū)進(jìn)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(jiān)硬頂板,且多數(shù)礦井工作面區(qū)段煤柱設(shè)計(jì)為20⁴0m寬煤柱,隨著采深的增加、堅(jiān)硬頂板的存在和生產(chǎn)布局影響,采場中沖擊礦壓顯現(xiàn)頻次與強(qiáng)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(nèi)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(xiàn)場實(shí)測、理論分析、模擬研究、實(shí)驗(yàn)室測試及實(shí)踐驗(yàn)證等方法,針對深部堅(jiān)硬頂板寬煤柱條件下沖擊礦壓的顯現(xiàn)特征、誘發(fā)機(jī)理及爆破降沖原理及技術(shù)等方面開展研究,成果主要體現(xiàn)在如下方面:（1）現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)了呼吉爾特礦區(qū)采場沖擊礦壓具有“小周期顯現(xiàn)”、“大周期顯現(xiàn)”與“特殊顯現(xiàn)”3種顯現(xiàn)形式,并根據(jù)沖擊礦壓發(fā)生區(qū)域采場特點(diǎn)提出了側(cè)向多層懸頂與采空殘留懸頂2種采場結(jié)構(gòu)形態(tài)。（2）建立了“沖擊施載結(jié)構(gòu)”失穩(wěn)動荷載與“沖擊承載結(jié)構(gòu)”平衡靜荷載的計(jì)算模型,推導(dǎo)了3個(gè)時(shí)間階段動載能量的表達(dá)式,并根據(jù)動載模型得到了分階段“沖擊承載結(jié)構(gòu)”能量失穩(wěn)準(zhǔn)則。（3）模擬研究了門克慶煤礦采場結(jié)構(gòu)演化一般規(guī)律,發(fā)現(xiàn)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：180 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

覆巖破裂模型（懸臂梁）

博士學(xué)位論文稱“馬鞍形”分布逐漸演變?yōu)椤肮靶巍狈植�。如果煤柱的支承能力滿足要求，且疊加后的峰值應(yīng)力小于煤柱極限承載能力，則煤柱會暫時(shí)保持穩(wěn)定。（4）煤柱的穩(wěn)定并不是持續(xù)存在的，隨著時(shí)間延長，煤柱靠近采空區(qū)側(cè)的區(qū)域會出現(xiàn)失穩(wěn)破壞現(xiàn)象，造成煤柱內(nèi)承載結(jié)構(gòu)尺寸減小，當(dāng)應(yīng)力峰值超過煤柱內(nèi)承載結(jié)構(gòu)的極限強(qiáng)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(xiàn)進(jìn)一步的運(yùn)動，上傳至高位巖層后會呈現(xiàn)出圖 3-4（e）所示的覆巖破斷情況，此時(shí)，會產(chǎn)生破斷動載，傳導(dǎo)至工作面區(qū)域時(shí)會誘發(fā)工作面沖擊。研究“沖擊承載結(jié)構(gòu)”（煤柱）受動載影響的失穩(wěn)形態(tài)，應(yīng)結(jié)合動載來源“沖擊施載結(jié)構(gòu)”（頂板）系統(tǒng)考慮。一般認(rèn)為頂板的剛度 kr要大于煤體的剛度 kc，若頂板出現(xiàn)下沉引起的動載將施加在煤柱中，此時(shí)，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(jié)構(gòu)，并將各層頂板簡化為彈性體。根據(jù)煤柱的流變與突變特性，可以將煤柱看做為彈性結(jié)構(gòu)與脆性結(jié)構(gòu)的集合體。假設(shè)煤柱是由 n 個(gè)等距的彈脆性結(jié)構(gòu)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(jīng)不具備前工作面巷道施工巷道內(nèi)施工切頂孔，設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)為兩個(gè)，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(shù)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(xiàn)】：
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本文編號：3580699