巨厚强冲击倾向性煤层高强度开采特征与高强度开采定义

工作面开采强度过高易诱发冲击地压等动力灾害,探讨工作面合理的开采强度已成为冲击地压矿井安全高效开采亟待解决的关键.以准东二矿巨厚强冲击倾向性煤层首分层1101综放工作面为背景,采用理论分析及物理相似模拟实验相结合的综合分析方法,对不同开采强度下覆岩采动应力、能量演化规律展开分析,并评估了不同开采强度下煤岩体冲击危险性,确定了工作面合理的开采强度,得到冲击地压矿井高强度开采特征并对其进行定义,同时提出冲击地压矿井高强度开采调控模式.研究结果表明:①随工作面开采强度的提高,采动应力、应力集中系数、周期来压步距均随之稳步提升;微震能量随之逐渐增大,大能量积聚范围也随之逐渐增大;工作面冲击危险性也随推进速度逐渐增大,其冲击危险性指数Im,微震能量Er均与开采强度呈正相关性,微震b值则表现出负相关性,综合分析认为1101工作面推进速度不应大于8 m/d;②冲击地压矿井高强度开采不是一种外在的开采强度,而是综合反应应力、能量、冲击危险性的一种力学状态,并由其特征参数决定,并将推进速度大于8 m/d、来压步距与推进速度的比值小于1、冲击危险性指数Im＞3,微震单次能量大于214.38 J、微震b值小于0.7定义为准东巨厚煤层高强度开采特征指标;③提出防控冲击地压矿井高强度开采的关键在于调控工作面的开采强度,对未达到高强度开采矿井,在保证安全高效开采前提下,通过调节推进速度增产增效,释放优质产能;对已达高强度开采矿井,通过改变工作面推进速度,进而改变采场围岩应力、能量分布特征,改善工作面煤岩体冲击危险性,保证矿井安全高效开采.