“顶板-煤层”结构体冲击倾向性演化规律及力学特性试验研究

宋录生¹，赵善坤^2,3，刘军⁴，魏向志⁴，韩荣军⁴，姜红兵⁴

1. 河南大有能源股份有限公司2. 煤炭科学研究总院矿山安全技术研究分院3. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院)4. 义马煤业集团股份有限公司

摘 要：针对单纯以煤层或顶板岩层进行煤层冲击倾向性判定存在"低估"问题,以典型的冲击危险矿井为背景并结合煤层赋存的实际情况和冲击地压的显现特征,建立"顶板-煤层"结构体模型。通过对纯煤层、顶板岩层及2种不同高度比下的"顶板-煤层"结构体冲击倾向性试验和不同顶板强度、厚度、均质性及接触面角度的冲击倾向性数值试验,研究不同顶板特性对"顶板-煤层"结构体冲击倾向性的影响。研究发现,"顶板-煤层"结构体冲击倾向性高于纯煤层或岩层测定结果,更接近实际。随着顶板强度、厚度、均质性的增加,"顶板-煤层"结构体冲击倾向性增强,随接触面角度的增大,其单轴抗压强度降低,峰后塑性变形阶段越来越明显。在接触面角度一定的情况下,随着顶板岩体强度的增加,随"顶板-煤层"结构声发射累计释放能量减弱。随"顶板-煤层"结构体冲击倾向性的增强,其峰后声发射累积能量呈减小的趋势。

关键词：“顶板-煤层”结构体;冲击倾向性;冲击地压;监测预报;