矿井群冲击地压发生机理与控制技术探讨

齐庆新^1,2,3，李一哲^4,2,3，赵善坤^1,2,3，潘鹏志⁵，魏向志⁶

1. 煤炭科学技术研究院有限公司2. 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院3. 煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室4. 煤炭科学研究总院5. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室6. 河南大有能源股份有限公司

摘 要：大型地质体控制下,相邻矿井开采过程中时常发生冲击地压。为研究大型断层和巨厚砾岩层顶板条件下两个相邻矿井间相邻工作面开采过程中冲击地压的发生机理,以义马矿区跃进矿23070工作面和常村煤矿21220工作面为实际工程背景,对两工作面回采期间冲击显现特征和微震事件时空演化及能量特征展开现场实测分析,并对井间覆岩结构应力分布开展理论分析和数值模拟。研究结果表明,义马矿区F16逆冲断层的活化运动和巨厚砾岩层的整体控制作用,为冲击地压的孕灾提供了力源条件,井间相邻工作面同时回采期间,采空区上覆岩梁与井间煤岩柱系统构成"非对称T形"结构,21220工作面煤体冲击导致应力转移至井间煤柱和23070工作面,从而诱发23070工作面冲击;井间开采扰动导致应力转移并诱发冲击地压,与滞后开采工作面初始冲击强度及推进长度具有密切关系;基于理论与工程实测结果,提出了以弱化矿井间高应力传递的结构链为核心的井间"弱链增耗"防冲技术。为巨厚砾岩层顶板矿井群开采条件下相邻矿井工作面冲击地压发生机理及控制技术的研究提供理论基础。

关键词：冲击地压;巨厚砾岩;矿井群;微震活动;应力转移;弱链增耗;