【摘要】：巨厚堅硬巖層的運動規(guī)律決定了采區(qū)或工作面的礦山壓力顯現(xiàn)規(guī)律,尤其在具有動力災害的深部礦井。本論文以礦山壓力理論、覆巖空間結構理論、彈塑性力學和礦山動力災害理論為基礎,綜合應用數(shù)值模擬、地球物理技術(微震監(jiān)測)、應力動態(tài)在線監(jiān)測和地表巖移觀測等技術,研究了巨厚堅硬巖層運動規(guī)律及其失穩(wěn)的力學機理、覆巖空間結構演化特征、采動應力場發(fā)展趨勢、動力災害的發(fā)生機理和監(jiān)測預警機理,取得了以下主要結論： (1)通過理論分析巨厚堅硬巖層連續(xù)開采過程中,“O-S-O”型覆巖空間結構的演化規(guī)律。提出了覆巖空間結構演化過程中水平應力的轉移和集中是巨厚堅硬巖層斷裂和失穩(wěn)的主要原因。 (2)以滕東煤礦為研究背景,應用數(shù)值模擬分析了開采中上覆巖層塑性破壞過程、不同開采階段巨厚堅硬巖層的水平應力變化過程和巨厚堅硬巖層失穩(wěn)前后采動應力場的分布形態(tài)；提出了巨厚堅硬巖層失穩(wěn)前后采動應力場存在區(qū)域性應力突降的規(guī)律。依據巨厚堅硬巖層失穩(wěn)前后采場應力的變化規(guī)律,分析了自發(fā)型和礦震誘發(fā)型沖擊地壓的發(fā)生機理。 (3)提出了依據巨厚堅硬巖層失穩(wěn)過程和致災機理設計沖擊危險性監(jiān)測預警系統(tǒng)的方法。應用高精度微震監(jiān)測系統(tǒng)追蹤巖層破裂軌跡,分析覆巖震動場的空間演化過程：應用應力動態(tài)監(jiān)測覆巖空間結構演化過程中采動應力場的發(fā)展趨勢：應用地表巖移觀測分析地表下沉量和下沉速度變化特征,以及與井下動力災害的關系,實現(xiàn)動力災害孕災過程的監(jiān)測和針對性防治。 (4)根據巨厚堅硬巖層失穩(wěn)前后引發(fā)采場應力區(qū)域性突降現(xiàn)象,提出了一種礦震誘發(fā)型沖擊地壓的臨場預警機制和方案。通過現(xiàn)場試用,得出此預警方法的關鍵參數(shù),填補了工作面沖擊地壓臨場預警方法的空白(一般5分鐘以內)。 (5)揭示了重復開采中巨厚堅硬巖層運動引起礦震的機理。提出了巨厚堅硬巖層下重復開采發(fā)生礦震的主要原因,是重復開采后采高增加導致冒落高度增加,最終誘發(fā)高位巖層結構再次失穩(wěn),從而誘發(fā)動力現(xiàn)象；同時,采高增加導致巖層移動線外擴,高位巨厚堅硬巖層懸露范圍擴大,直至失穩(wěn)而誘發(fā)礦震。
【圖文】：

北京科技大學博士學位論文危險等級。為更好地應用于其他礦山，參數(shù)的取值范圍尚善。礦業(yè)大學〖》45_149]通過集成創(chuàng)新煤巖沖擊動力災害的綜合指測、礦震震動波CT反演、應力監(jiān)測、鉆屑檢驗等方法，力災害逐級蹄g勱故攪嗖庠ぞ際跆逑擔酶髦鐘π裕⒒癰髦旨嗖庠ぞ際醯撓攀�，实腺|笨占嗖庠ぞ洗釉縉諂蘭鄣郊詞奔嗖庠ぞ��？笱估礪芻�，矿井动力灾害的监拆h際跤ψ裱縵略潁齙刂首柿蝦涂商跫旯燮蘭畚Ｏ漲潁�，明确监测方场进行区域预测，划定笐M移屏殉『凸丶鬮唬貧嫌ακ凳奔嗖餉貉姨逵αΤ《⒄骨魘�，进行局舱nＯ招栽ぃ揮τ米晷擠煅槊禾辶ρЩ肪�，检验预警指标的准确性，应力集中分矓D段А

本文編號：2574490