煤炭科学技术

作者：曹安业, 吕国伟, 薛成春, 翁明月, 张学启, 马祥, 彭雨杰, 白贤栖, 郝琪,

关键词：大能量微震事件, 复合关键层, 复合效应, 冲击地压, 动静载,

鄂尔多斯矿区直罗组内邻近砂岩层间的运动及破断会相互影响形成复合效应，导致工作面超前支承应力峰值大、范围广，大能量微震事件频发，不同关键层影响下的动力显现特征也不尽相同。基于某矿3−102工作面不同钻孔控制区域动力显现的差异性，采用理论分析及数据分析方法构建了厚砂岩关键层复合效应结构力学模型，提出了复合关键层形成的判定条件，揭示了复合关键层采场冲击地压发生机理，模拟研究了分层厚度比、中间层厚度对岩层复合效应的影响，优化了复合效应作用下释能降载方案。研究结果表明：近煤层关键层赋存状态的不同是引起动力显现差异性的根本原因，2层厚度超过30 m砂岩层赋存区域冲击危险程度高于单层厚度为50～70 m的区域；提出了复合关键层的形成条件：2个关键层同步运动且在岩层接触面及模型最大剪应力处均不产生剪切滑移；复合关键层作用下工作面超前支承应力峰值及影响范围增加，破断释放动载强烈，与现场数据吻合，佐证了关键层复合效应下的冲击是由静载及多次强动载叠加作用诱发；上下分层厚度越接近、中间层厚度越薄，岩层间的复合效应越明显；优化后的顶板深孔爆破及煤体大直径钻孔方案施工后，工作面大能量微震事件活动强度、煤岩体应力集中水平明显降低，有效弱化了关键层复合效应对冲击危险的影响程度。

来源：2025年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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