亭南煤矿巨厚砂岩含水层顶板灾害协同防控技术及应用

摘要

针对彬长矿区亭南煤矿主采煤层顶板为典型巨厚砂岩含水层结构，冲击地压、水害、瓦斯为主的多元动力灾害突出问题，基于此现场实测数据分析得到了亭南煤矿“冲击地压-水害、冲击地压-瓦斯”两类典型灾害链，通过室内试验研究了灾害链的致灾机理并制定了灾害协同防控原则，设计了包含采前、采中两阶段以及源头断链整体防控、系统防控隔离断链两种思路的巨厚砂岩含水层顶板灾害协同防控方法，并在亭南煤矿进行了现场应用。结果表明，随冲击幅值增加，动态损伤煤岩体的极限承载能力减小，冲击导致顶板损伤和弱化，沟通巨厚砂岩含水层；强冲击后砂岩试样孔隙率达8.23%,较未冲击增长了34.48%,冲击地压的发生使得岩体裂隙增加，为瓦斯逸散提供了通道；通过巨厚砂岩含水层顶板灾害协同防控技术，实测得到支架平均阻力为35.03 MPa,无明显应力激增现象，工作面涌水稳定于250～280 m³/h,甲烷涌出量在0.2%水平波动。研究结果可为彬长矿区煤矿多元动力灾害防治提供支持，助力实现煤矿灾害风险高效防范，推动多元灾害协同防控技术进步。

关键词

巨厚砂岩含水层 / 顶板灾害 / 灾害链 / 协同防控

基金资助

山东能源科技计划重大项目(SNKJ2022A15)