急倾斜水平分段综放面强矿压致灾机理及其防治 论文

急倾斜特厚煤层水平分段综放开采条件下的强矿压致灾问题日益突出，严重制约矿井的安全生产。以乌东煤矿北采区45#特厚煤层为研究背景，通过构建物理相似模型，揭示了采场覆岩垮冒的结构特征，并结合理论分析，探讨了综放面覆岩应力传递特征。在水平分段综放开采条件下，急倾斜特厚煤层的开采成为一项技术挑战。由于顶板不易垮落，容易形成悬空顶板，这显著增加了矿压风险，进一步威胁矿井的安全生产。

为应对这一挑战，研究团队通过FLAC3D软件建立了三维数值计算模型，分析了开采后覆岩的应力场及塑性区的变化。研究表明，随着开采水平的不断加深，应力集中程度增加，矿压现象加剧。特别是在+600水平进行分段开采时，覆岩应力重新分布，形成了一个沿煤层倾向、距顶板巷6~45米范围内的“三角形”应力集中区。这一现象揭示了矿压问题的潜在危险性，亟需采取有效措施加以控制和减轻。

为解决这一难题，研究提出了超前预裂爆破弱化技术，并在实际应用中取得了显著效果。应用此技术后，支架压力下降了5~10 MPa，煤岩体的电磁辐射强度显著降低，表明工作面的强矿压现象得到了有效缓解，从而确保了安全生产的实现。有关此技术的详细应用案例可以在卸压预裂爆破沿空留巷技术在急倾斜煤层中的应用中找到更多信息。

该研究揭示了急倾斜水平分段综放面强矿压的形成原因，包括覆岩垮冒结构特征、应力传递特性以及随开采深度变化的应力集中效应。同时，通过超前预裂爆破技术的应用，为解决此类矿压问题提供了切实可行的解决方案，对类似矿井的安全生产具有重要的参考价值。更多相关的研究内容，可以参阅急倾斜特厚煤层综放面超前预裂爆破顶煤弱化技术，进一步了解技术细节和应用实例。