1、保護(hù)層卸壓開采技術(shù)作為一種防治沖擊礦壓災(zāi)害的有效手段在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐中逐漸被廣泛應(yīng)用。論文通過(guò)理論分析、相似模擬試驗(yàn)、數(shù)值模擬控制及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐等手段,建立了卸壓減沖解放結(jié)構(gòu)的微元體主應(yīng)力分析模型、薄板扭轉(zhuǎn)假設(shè)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ图捌妮d荷作用下的失穩(wěn)模型,提出了開采煤層底板煤巖在不平衡力影響下發(fā)生塑性變形及移動(dòng)破壞的偏心失穩(wěn)理論;研究了保護(hù)煤層開采的動(dòng)力效應(yīng)及由此引起的圍巖破壞及運(yùn)移變化特征,總結(jié)保護(hù)層開采的降壓減震吸能防沖效應(yīng),并對(duì)影響解放開采效果的

2、因素進(jìn)行了變量控制分析。采用先進(jìn)的觀測(cè)手段對(duì)現(xiàn)場(chǎng)卸壓減沖開采技術(shù)的效果進(jìn)行了檢驗(yàn),取得了較好的效果。
　　提出了保護(hù)層開采防沖的“降壓、減震、吸能”原理。即,降壓就是保護(hù)層開采后,在被保護(hù)的范圍內(nèi),應(yīng)力和支承壓力降低;減震就是上覆巖層結(jié)構(gòu)發(fā)生了破壞,在被保護(hù)層開采時(shí),上覆巖層的破斷和滑移范圍大幅度降低,上覆巖層的破壞和滑移上覆的能量也大幅度降低,從而起到了“減震”的作用;吸能就是保護(hù)層開采后形成的冒落帶和裂隙帶,破壞了巖層的結(jié)構(gòu),

3、增大了震動(dòng)波傳播的衰減系數(shù),起到了吸收震動(dòng)能量的作用。
　　建立了不平衡力作用下的微元分析模型,研究最大正應(yīng)力與切應(yīng)力的作用方向,判斷微元塊體發(fā)生塑性變化的力源條件;建立相關(guān)的薄板檢驗(yàn)分析模型,研究不平衡力作用下的微元塊體運(yùn)動(dòng)方向趨勢(shì);綜合微元模型與薄板模型,建立偏心載荷作用下的失穩(wěn)模型,提出了保護(hù)層開采的偏心失穩(wěn)理論。
　　采用相似模擬和數(shù)值模擬研究卸壓開采對(duì)工作面圍巖的動(dòng)力效應(yīng)。主要研究了保護(hù)煤層開采期間的被解放煤體內(nèi)部

4、的垂直應(yīng)力與水平應(yīng)力變化特征;分別從走向與傾向的角度對(duì)比分析工作面開采對(duì)圍巖破壞特征以及運(yùn)移規(guī)律,并對(duì)開采擾動(dòng)影響下的解放煤體位移矢量的時(shí)變特征及煤巖破壞的階段性進(jìn)行了分析;采用微震監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)保護(hù)層開采的減震作用進(jìn)行評(píng)價(jià);總結(jié)保護(hù)層開采的降壓減震吸能防沖效應(yīng)。
　　分析卸壓開采卸壓減沖結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)有效解放效果的影響因素。保護(hù)層開采對(duì)被保護(hù)層煤體的動(dòng)力影響的范圍及程度,與保護(hù)層與被保護(hù)層煤體的層間距、煤層厚度、工作面的回采寬度、層間巖性

5、與物理力學(xué)性質(zhì)、原巖應(yīng)力場(chǎng)分布形態(tài)、主應(yīng)力的大小與作用方向、開采擾動(dòng)對(duì)原巖應(yīng)力的破壞程度等等因素密切相關(guān)。對(duì)于保護(hù)層開采的解放效果,從定性角度來(lái)看,具有應(yīng)力下降位移增長(zhǎng)的特征,但從定量的角度來(lái)看,還存在著應(yīng)力與位移變化的程度問(wèn)題。
　　根據(jù)以上研究成果,結(jié)合濟(jì)寧三號(hào)煤礦十二采區(qū)的實(shí)際情況,布置相關(guān)的監(jiān)測(cè)方案對(duì)首采面的解放效果進(jìn)行監(jiān)測(cè),獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)并分析處理,對(duì)新采區(qū)實(shí)現(xiàn)有效預(yù)防沖擊危險(xiǎn)的解放開采進(jìn)行評(píng)價(jià),提出了有利于防沖的優(yōu)化布