巨厚表土层深井冲击地压发生机理研究.pdf

巨厚表土层深井冲击地压发生机理研究 作者姓名筮些玉 专业名称芷些王墨 指导老师呈墓堡 酬稍冼师处亡京 论文提交日期 论文答辩日期 授予学位E l 期 2 Q 量生受且 2 Q 量生鱼且 入学时间垄Q 呈圣生窆月 研究方向芷出压力皇撞剑 职称副敛援 职称直级勉 I I l l l lI l l l lI l lI l lIl l lII l l l Y 2 9 2 4 8 7 0 S T U D YO NM E C H A N I S MO FR O C K B U R S TI ND E E PM I N E U N D E RT H I C KA L L U V I U M AD i s s e r t a t i o ns u b m i t t e di nf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t so ft h ed e g r e eo f M A S T E RO FP H I L L S O P ] 【I Y f r o m S h a n d o n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y X uz h u a n g f e i S u p e r v i s o r M aq i h u a C o l l e g eo fM i n i n ga n dS a f e t yE n g i n e e r i n g J u n e2 0 1 5 声明 本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所 公认的参考文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。改论文资料尚没有 呈交于其他任何学术机关做鉴定。 A F F I R M j 钔【’I O N 硕士生签名 日 Id e c l a r et h a tt h i sd i s s e r t a t i o n ，s u b m i t t e di nf u l f i l l m e n to ft h e r e q u i r e m e n t sf o r t h ea w a r do fM a s t e ro fE n g i n e e r i n g i nS h a n d o n gU n i v e r s i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，i s w h o l l ym yo w nw o r ku n l e s sr e f e r e n c e do f a c k n o w l e d g e ．T h ed o c u m e n th a s n o tb e e ns u b m i t t e df o rq u a l i f i c a t i o na ta n y o t h e ra c a d e m i ci n s t i t u t e ． S i g n a t u r e D a t e 山东科技大学硕士学位论文 摘要 摘要 ．冲击地压的发生机理是一个复杂的演化过程，至今尚未形成公认的理论，特别是对 巨厚表土层深井薄基岩坚硬顶板条件下冲击地压发生机理的研究则更少，因此对巨厚表 土层深井冲击地压发生机理的研究更具有重要的现实意义。本文以新巨龙煤矿为背景， 总结分析了深井巨厚表土层薄基岩条件下综放工作面的特点，通过实验室试验鉴定了 2 3 0 1 综放工作面3 煤层及顶底板冲击倾向性，通过分析得出了3 煤层及顶底板具有明显 的弱冲击倾向性，综放工作面在回采过程中面临着潜在的冲击地压威胁通过U D E C 软 件模拟了不同采高条件下煤壁前方支承压力分布规律，研究了采高对冲击地压发生机理 的影响，得出了采高 或煤层厚度 越大越易诱发深井巨厚表土层薄基岩综放面回采时 冲击地压的发生；运用F L A C 3 D 数值模拟软件模拟了不同采深不同推进距离下坚硬项板 断裂后支承压力、弹性应变能分布规律及特征，得出了支承压力和弹性能成正相关，即 支承压力的大小影响着弹性能的大小，这是由于上覆岩层断裂后压力向前方煤壁转移， 造成压力叠加和集中，引起媒体塑性变形，产生弹性能聚集，容易诱发造成冲击地压的 发生；同时研究了上覆岩层的垮落后的应力分布特征，对覆岩采动卸压带演化特征进行 了分析，得出了其基本规律及其影响范围；模拟了不同推进距离 工作面距断层的位置 下断层对支承压力及弹性能分布规律的影响，得出了采矿过程中断层的存在影响着应力 的迁移演化与能量耗散，且这种影响在开采近断层位置时表现得更加明显；针对该矿深 井、巨厚表土层、高应力、构造发育等复杂的地质条件建立了综放工作面围岩支承压力 的简单计算模型，给出了支承压力影响距离公式和支承压力峰值到煤壁的距离公式；通 过矿压观测得到的数据分析得出了2 3 0 1 综放工作面正常开采期间矿压显现规律，得出了 周期来压分为大、小周期，再走向方向呈现出大小周期来压交替的现象，明确了工作面 超前支承压力的分布规律及特征；在前人研究的基础上，对冲击地压的发生有了新的认 识，根据冲击地压破坏主体及方式的不同进行了重新分类，综合分析了震动、应力诱发 冲击地压的机理，得出了新巨龙矿冲击地压有其特殊性，发生机理是应力诱发机理，且 其发生与采深、采高、上覆岩层顶板岩性、厚度、表土层厚度、基岩厚度、构造等因素 密切相关。 关键词深井；巨厚表土层；发生机理；数值模拟 山东科技大学硕士学位论文 A B S l R A C T A b s t r a c t T h eo c c u r r e n c em e c h a n i s mo fr o c kb u r s ti sac o m p l e xe v o l u t i o n a r yp r o c e s s ，a n di ti sn o t f o r m i n gar e c o g n i z e dt h e o r yy e t ，e s p e c i a l l yf o rt h es t u d yo fo c c u r r e n c em e c h a n i s mo fr o c k b u r s tu n d e rt h eh a r dr o o fw i t ht h i nr o c ks t r a t ar o o fu n d e rt h i c ks a n d ys o i ls o f ts t r a t u mi nd e e p m i n e ．T h e r e f o r et h es t u d yh a st h ev i t a lp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e ．T a k i n gt h eX i n J u L o n gC o a l M i n ea st h eb a c k g r o u n d ．t h et h e s i sw i l ls u n l l n a r i z ea n da n a l y z et h et r a i t so ft h ef u l l y m e c h a n i z e dc a v i n gf a c e su n d e rt h ec o n d i t i o no ft h i nb e d r o c ki nt h ed e e pt h i c ko v e r b u r d e n ， i d e n t i f ya n dc a m et ok n o wt h eo b v i o u s l yw e a ki m p a c tb i a sb e t w e e n3 C o a lS e a ma n d u p p e r - u n d e rf l o o ro f2 3 0 1 f u l l ym e c h a n i z e dc a v i n gc o v e ra n dt h ef u l l ym e c h a n i z e dc a v i n g c o v e r s ’f a c i n gt h ep o t e n t i a li m p a c tg r o u n dp r e s s u r et h r e a td u r i n gt h em i n i n gp r o c e s s ．W i t ht h e h e l po fU D E Cs o f t w a r e ，t h ea u t h o rh a ss t i m u l a t e dt h ed i s t r i b u t i o nl a wo f t h ec o a lw a l l ’Sf r o n t a b u t m e n tp r e s s u r ei nt h ee n v i r o n m e n tw i t hd i f f e r e n tm i n i n gh e i g h t ，d o n es o m er e s e a r c h e so n t h e m i n i n gh e i g h t ’Se f f e c t o nr o c kb u r s t sm e c h a n i s ma n dc o m et ot h ec o n c l u s i o nt h a t ， a c c o m p a n i e db yt h ei n c r e a s i n go fm i n i n gh e i g h t T h i c k n e s so fc o a ls e a m ，i tw i l le a s i l yh a v e a c c e s st ot h ei m p a c tg r o u n dp r e s s u r ed u r i n gt h eb a c k s t o p p i n gp r o c e s so ft h et h i nb e d r o c ki n t h ed e e pt h i c ko v e r b u r d e n ’Sf u l l ym e c h a n i z e dc a v i n gf a c e s ．B e s i d e s ，t h ep a p e rw i l lm a k et h e b e s tu s eo ft h eF L A C 3 Dn u m e r i c a ls i m u l a t i o ns o f t w a r et os i m u l a t ea b u t m e n tp r e s s u r ea n d e l a s t i c s t r a i ne n e r g yd i s t r i b u t i o na n dc h a r a c t e r i s t i c sa f t e rt h eh a r dr o o ff r a c t u r ew i t h i nt h e d i f f e r e n tm i n i n gd e p t hf o r w a r dd i s t a n c e ．A n dt h e n ，i ti n d i c a t e st h ep o s i t i v ec o r r e l a t i o nb e t w e e n t h ea b u t m e n tp r e s s u r ea n de l a s t i ce n e r g y , w h i c hc a nb eo w i n gt ot h es L r e s ss u p e r p o s i t i o na n d c o n c e n t r a t i o nc a u s e db yt h es h i f It oc o a lw a l lf r o n to fo v e r b u r d e nf r a c t u r ep r e s s u r e ．a n dt h e n t h em i n i n gd e f o r m a t i o na n dt h ef o l l o w i n ge l a s t i ce n e r g yc o n c e n t r a t i o n ．M e a n w h i l e ，t h ea u t h o r w i l ls t u d yt h es t r e s sd i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so ft h ec o l l a p s e do v e r l y i n gr o c k s ，a n da n a l y z e t h ee v o l u t i o nq u a l i t i e so fm i n i n gi nt h eo v e r b u r d e ns t r a t at oa c h i e v et h ep r i n c i p l e sa n di t s s p h e r eo fi n f l u e n c e ．M o r e o v e r , t h et h e s i sw i l la p p l yt h es i m u l a t i o nr e s e a r c hm e t h o di n t or e a l p r a c t i c eo ft h eu n d e r g r o u n df a u l t ’Se f f e c to nt h ea b u t m e n tp r e s s u r ea n de l a s t i ce n e r g y d i s t r i b u t i o nd i s c i p l i n ew i t h i nd i f f e r e n tp r o m o t i o nd i s t a n c e T h el o c a t i o nf r o mt h ew o r k i n gf a c e t of a u l t ．T h r o u g ht h ep r a c t i c e ，i tc a nb es a f e l ys e e nt h a tt h ee x i s t e n c eo ff a u l tm a ym a k eg r e a t i n f l u e n c eo nt h es t r e s s ’se v o l u t i o na n de n e r g y ’Sd i s s i p a t i o ni nt h em i n i n gp r o c e s s ，e s p e c i a l l y o b v i o u sa tt h em i n i n gn e a rf a u l tl o c a t i o n ．O na c c o u n to ft h ec o m p l i c a t e dg e o l o g i c a lc o n d i t i o n s w i t hd e e pm i n e ，t h i c ko v e r b u r d e n ，h i g hs t r e s sa n ds t r u c t u r ed e v e l o p m e n t ，t h ea u t h o rw i l lb u i l d t h es i m p l ec o m p u t a t i o n a lm o d e lo ft h ea b u t m e n tp r e s s u r eo ft h es u r r o u n d i n gr o c k sl o c a t e do n t h ef u l l ym e c h a n i z e dc a v i n gf a c e s ，a n dd i s p l a yt h ea b u t m e n tp r e s s u r ea f f e c t i n gd i s t a n c e f o r m u l aa n da b u t m e n tp r e s s u r ep e a kv a l u et ot h ec o a lw a l ld i s t a n c e ．f o r m u l a ．F r o mt h e o b s e r v a t i o na n da n a l y s i so ft h em i n ep r e s s u r e ’Sr e c o r d e dd a t a ，t h et h e s i si l l u s t r a t e st h er u l eo f 山东科技大学硕士学位论文 A B S T R A C T t h em i n ep r e s s u r eb e h a v i o rd u r i n gt h e2 3 0 1 f u l l ym e c h a n i z e dc a v i n gc o v e r s ’r e g u l a rm i n i n g p e r i o d ，a n dt h ea l t e r a t i o no fb i ga n ds m a l lc y c l ep h e n o m e n o nt oe x p l i c i tt h ed i s t r i b u t i o n d i s c i p l i n ea n dc h a r a c t e r i s t i c sa d v a n c e da b u t m e n tp r e s s u r e ．A tt h es a m et i m e ，b a s e do nt h e p r e v i o u sl i t e r a t u r e s ，t h ep a p e rw i l le x p l a i nt h en e wu n d e r s t a n d i n go fi m p a c tg r o u n dp r e s s u r e ， r e c l a s s i f yt h ed a m a g i n gb o d i e sa n dm e t h o d s ，a n da n a l y z et h em e c h a n i s m o fs h a k i n ga n ds t r e s s i n d u c i n gi m p a c tg r o u n dp r e s s u r e ．A sar e s u l t ，i tc a no b v i o u s l ya c h i e v et h ec o n c l u s i o nt h a t X i n J u L o n gC o a lM i n eh a si t sd i s t i n c t i o no fi m p a c tg r o u n dp r e s s u r e ，n a m e l y , t h eO C C U l T C n C C m e c h a n i s mi st r e s si n d u c i n gm e c h a n i s ma n di t sc l o s er e l a t i o nw i t hm i n i n gd e p t h ，m i n i n g h e i g h t ，t h eq u a l i t yo ft h er o o fr o c ko fo v e r l y i n gs t r a t a ，t h et h i c k n e s so fs u b s u r f a c ea n db e d r o c k ，a n dg e o l o g i c a ls t r u c t u r e ，e t c ． K e y w o r d s d e e pm i n e ；h u g ea l l u v i u m ；o c c u r r e n c em e c h a n i s m ；n u m e r i c a ls i m u l a t i o n 山东科技大学硕士学位论文 目录 目录 1 绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1 课题的提出及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2 国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 1 ．3 本文主要研究内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 1 ．4 研究方法与技术路线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 0 2 巨厚表土层深井综放面冲击地压的影响因素分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．1 工程地质条件概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．2 工作面冲击倾向性研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 2 ．3 采高对冲击地压发生影响模拟研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 2 ．4 综放工作面垮落形态⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 2 ．5 综放面围岩支承压力计算模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 2 ．6 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 8 3 巨厚表土层深井冲击地压的数值模拟研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 3 ．1 不同埋深条件下坚硬顶板对冲击地压发生机理的模拟研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 9 3 ．2 覆岩走向采动卸压带演化特征分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 4 3 ．3 断层对巨厚表土层深井条件下冲击地压发生机理的模拟研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 3 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 3 4 巨厚表土层深井综放开采矿压显现特征实测研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 4 4 ．1 ．综放面矿压观测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 4 ．2 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 巨厚表土层深井冲击地压发生机理综合分析研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6 0 5 ．1 采场支承压力研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 0 5 ．2 冲击地压的分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 l 5 ．3 巨厚表土层深井冲击地压发生机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 3 5 ．4 本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 8 6 结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 0 山东科技大学硕士学位论文 目录 6 ．1 主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 0 6 ．2 展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 l 致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 2 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 攻读硕士期间的主要成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。7 9 山东科技大学硕士学位论文 C O N T E N T S C o n t e n t s 1i n t r o d u c t i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 1 ．1S u b j e c tp u tf o r w a r da n ds i g n i f i c a n c e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．t 1 ．2T h er e s e a r c hs t a t u sa th o m ea n da b r o a d ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯． I 1 ．3T h j Sa r t i c l em a i nr e s e a r c hc o n t e n t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1 0 1 ．4R e s e a r c hm e t h o da n dt e c h n i c a lr o u t e ⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 0 2T h et h i c ko v e r b u r d e nt h ei n f l u e n c ef a c t o r so ft h ed e e pw e l ld e f o r m a t i o n - f a i l u r eo f i m p a c t g r o u n dp r e s s u r ea n a l y s i s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 2 2 ．1S u m m a r yo f t h ee n g i n e e r i n gg e o l o g i c a lc o n d i t i o n s ⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 2 2 ．2F a c et h ei m p a c to r i e n t a t i o nr e s e a r c h ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．⋯⋯⋯．1 6 2 ．3T h ei n f l u e n c eo f r o c kb u r s t so c c u r r e di nm i n i n gh e i g h ta r eb r o k e nO i ls i m u l a t i o ns t u d i e s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 9 2 ．4T h ec a v i n go f f u l l - m e c h a n i z e dc a v i n gm i n i n gf a c ef o r m ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．2 3 2 ．5D e f o r m a t i o n f a i l u r eo f s u r r o u n d i n gr o c ka b u t m e n tp r e s s u r ec a l c u l a t i o nm o d e l ．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 6 2 ．6T h es u m m a r yo f t h i sc h a p t e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯．⋯⋯．．．⋯．．．⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 8 3T h et h i c ko v e r b u r d e nr o c kb u r s t s o fd e e pw e l ln u m e r i c a ls i m u l a t i o n r e s e a r c h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 3 ．1D i f f e r e n td e p t hu n d e rt h ec o n d i t i o n so f h a r dr o o f m e c h a n i s mo f r o c kb u r s t so c c u r r e di nt h es i m u l a t i o n s t u d y ．．⋯⋯⋯⋯⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 9 3 ．2S t r a t at ot a k em i n i n gi ne v o l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 4 3 ．3F a u l to nt h et h i c ko v e r b u r d e no ft h em e c h a n i s mo fr o c kb u r s t so c c u r r e di nd e 印w e l lu n d e rt h e c o n d i t i o no f s i m u l a t i o ns t u d y ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 5 3 ．4T h es u m m a r yo f t h i sc h a p t e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 3 4T h et h i c ko v e r b u r d e nd e e pf u l l - m e c h a n i z e dc a v i n gm i n i n go p e np r e s s u r e c h a r a c t e r i s t i c se x p e r i m e n t a ls t u d y ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．．5 4 4 ．1 ．D e f o r m a t i o n - f a i l u r eo f m i n e p r e s s u r eo b s e r v a t i o n ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 4 4 ．2T h es t m l m a r yo f t h i sc h a p t e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 9 5T h em e c h a n i s mo fr o c kb u r s t so c c u r r e di nt h i c ko v e r b u r d e nd e e pw e l l 山东科技大学硕士学位论文 C O N T E N T S c o m p r e h e n s i v ea n a l y s i sa n dr e s e a r c h ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 0 5 ．IT h er e s e a r c hs t a t u ss t o p es u p p o r tp r e s s u r e ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯6 0 5 ．2T h ec l a s s i f i c a t i o no f r o c kb u r s t s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 1 5 ．3T h em e c h a n i s mo f r o c kb u r s t so c c u r r e di nt h i c ko v e r b u r d e nd e e pw e l la n a l y s i s ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯．．6 3 5 ．4T h es u m m a r yo f t h i sc h a p t e r ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 8 6C o n c l u s i o na n dp r o s p e c t ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 0 6 ．1T 1 1 em a i nc o n c l u s i o n ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯7 0 A c k n o w l e g e m e n t s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 2 R e f e r e n c e s ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 M a i na c h i e v e m e n t sd u r i n gt h em a s t e r ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．7 9 山东科技大学硕士学位论文 1 绪论 1 ．1 课题的提出及意义 我国埋深在千米以下的煤炭资源大约为3 万亿t ，占我国煤炭资源总量的一半以上l l J 。 目前，我国有近百余处煤矿开采深度超过8 0 0 m ，开采深度超过千米的煤矿已有4 0 多个， 最深达到1 5 0 0m ，煤矿开采深度平均以每年1 0m 的速度增长【2 】。预计在未来二十年间 我国大部分煤矿将进入到1 0 0 0 ～1 5 0 0 m 的超深开采深度【3 1 。山东地区的华丰煤矿、孙村 煤矿、古城煤矿、星村煤矿、朝阳煤矿、良庄煤矿等开采深度均已超过1 0 0 0 m ，而且随 着时间的发展开采深度会逐渐加深。研究表明，随深度增加，垂直应力也随之增长，尤 其在大埋深条件下，构造应力也十分突出，形成了大埋深“高垂直应力、高构造应力”的 高应力条件，冲击地压的发生也更加频繁。如图1 ．1 是我国国有重点煤矿平均采深发展 趋势图。 图1 ．1