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摘要
针对急倾斜巨厚煤层组开采时岩柱及顶板悬空致使动力灾害严重的现状，综合运用理论分析、现场监测等研究方法，构建岩柱、顶板力学模型，并推导表征岩柱、顶板弯矩和能量演化规律的表达式，研究随采深增加岩柱、顶板弯曲变形及能量演化的规律，评估不同煤层开采的冲击危险性，分析诱冲机制并提出防冲策略及方案。研究结果表明：(1)急倾斜巨厚煤层组开采时，随采深增加岩柱、顶板弯曲变形和能量蓄积均呈非线性加速变化，且回采阶段内弯曲变形严重、能量蓄积更高。采深300 m后能量急剧增加，确定该采深为冲击灾害发生临界值。(2) B1+2煤层回采时，岩柱撬转、能量积聚均较B3+6煤层回采时小，评估得出回采B1+2煤层的冲击危险性较回采B3+6煤层时小。相比岩柱，B3+6煤层顶板的弯曲变形更严重，能量蓄积更高。(3)确定冲击易发区域为各应力峰值叠加位置。冲击力源有静载和动载，静载是冲击发生的基础条件，为蓄能作用；动载为诱冲作用，动静载联动作用诱发冲击。(4)防冲的关键是弱化静载，B3+6煤层回采时需加强防治，重点防治对象为岩柱及顶板，重点防治区域为各应力峰值叠加位置。现场实施岩柱、顶板爆破及煤体注水后，有效弱化了静载水平，防冲调控效果良好。上述研究结果对乌东煤矿急倾斜巨厚煤层组开采时冲击地压灾害的防治提供了科学依据。
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