采场上覆巨厚坚硬岩浆岩致灾机理与防控措施

杨培举^1,2,3,4，何烨⁵，郭卫彬^1,2,3

1. 中国矿业大学矿业工程学院2. 中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室3. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室4. 兖矿集团有限公司博士后工作站5. 兖州矿业集团有限公司

摘 要：为控制巨厚坚硬覆岩导致的采场矿压灾害,采用物理模拟、理论分析与数值模拟方法,研究采场上方厚约100 m岩浆岩的变形破坏特征及对采场围岩应力分布的影响,并分析其引发采场矿压事故的力学机理与显现形式。研究表明:巨厚岩浆岩与煤层间距较小时,可采用两端固支梁模型计算岩浆岩的破断垮距,间距较大时,采用薄板理论计算岩浆岩的极限挠度,并根据自由下沉空间确定其是否破断与破断步距;岩浆岩处于弯曲下沉带时,给工作面带来冲击矿压隐患,处于断裂带时,给工作面带来冲击矿压和大面积来压双重隐患。实践证明,巨厚坚硬岩浆岩下开采,可采取加强支护质量监测与提高工作面推进速度的方法,辅以坚硬顶板强度弱化手段消除冲击矿压和顶板强来压显现事故。

关键词：岩浆岩;围岩应力;冲击矿压;薄板理论;