基于巷道支承应力转移的自发型冲击失稳与防控研究

作者：张明; 涂敏; 姜福兴; 胡学龙^*; 张向阳; 岳勇; 韩向云; 朱斯陶; 卜庆为

来源：采矿与安全工程学报, 2022, 39(04): 720-730.

DOI：10.13545/j.cnki.jmse.2021.0615

• 深部巷道
• 支承应力转移
• 巷道承载强度/能力
• 自发型冲击
• 冲击地压防控

以兖州矿区深部开采集中掘进巷道围岩自发型冲击失稳与防控为背景，采用理论分析结合现场实践的方法，探究巷道支承应力转移规律和围岩冲击失稳的“应力-能量”条件，并提出“先让压→后支护”巷道冲击地压防控方法。巷道围岩支承应力变化与巷道开挖载荷转移有关，构建巷道支承应力转移的力学模型，推导巷道承载区支承应力的近似表达式；巷道冲击是“顶板-煤-底板”围岩结构支承应力与其承载强度(能力)两者共同作用的结果，将巷道受力特征划分为成浅埋/硬煤(岩)巷道、深埋/软煤(岩)巷道和中-深/中-硬煤(岩)3类模型，并据此得到巷道自发型煤岩冲击失稳的“应力-能量”判据；在阐释“快掘快支+强支护”对高应力集中巷道冲击地压防治不利因素的基础上，提出以增加塑性、弹性范围和促进应力向深部转移以及减小应力集中为主要核心，防控自发型巷道冲击地压的“先让压→后支护”的方法。运用研究成果对深部采区冲击事故巷道进行验证，理论分析结果与实际自发冲击特征相吻合，同时指导了巷道复掘冲击地压预测防控和安全掘进。

• 单位
  中国矿业大学; 煤炭资源与安全开采国家重点实验室; 中国矿业大学（北京）; 北京科技大学; 安徽理工大学