急倾斜特厚煤层水平分段综放开采冲击矿压机理研究涉及煤炭开采领域内对特殊地质条件下冲击矿压现象的理解和控制。冲击矿压是由于煤矿开采过程中,地下岩体中储存的弹性势能在特定条件下突然释放,导致的一种矿井动力灾害。在急倾斜特厚煤层开采过程中,这种灾害尤为突出,并表现出特殊的灾害特征。急倾斜煤层指的是倾角大于45度的煤层,这种煤层由于倾斜程度大,开采过程中岩石的应力状态和破坏模式与缓倾斜煤层相比有显著不同。特厚煤层则是指厚度较大的煤层,开采此类煤层时,更容易引发包括冲击矿压在内的复杂地压活动。水平分段综放开采是一种开采方法,通过在煤层中设置多个水平作业面,分段进行开采和放煤,以提高煤炭资源的回收率。论文研究的核心内容包括建立覆岩力学模型,分析了覆岩运动、能量释放、煤层应力分布等规律。通过监测工作面液压支架工作阻力和微震监测得到的矿震空间分布,研究了岩层运动和能量释放规律。研究发现急倾斜特厚煤层水平分段开采时,顶板倾向破断步距与煤层倾角呈非线性正相关关系,即随着煤层倾角的增加,破断步距会急剧增加。另外,在覆岩下位坚硬岩层破断后,可暂时形成平衡结构,但随着下位分段开采和放煤的过程,平衡结构会经历破断旋转、断块跌落、结构挤压俯冲等失稳冲击过程,对工作面形成动态冲击。工作面液压支架工作阻力监测显示,工作面中部至顶板侧动载系数较大,说明在覆岩的作用下形成了悬空式结构失稳。矿震监测结果则表明,工作面中部至靠近顶板侧底煤容易积聚弹性变形能,底板侧容易释放能量,顶板活动易形成动载扰动,这些都为冲击矿压的出现提供了条件。研究结果揭示了急倾斜特厚煤层水平分段综放开采的夹持冲击型冲击矿压机理。在顶底板夹持作用下,工作面煤体靠近顶底板侧将形成非对称倾向支承压力分布。靠近顶板侧的煤体处于封闭夹持状态,应力集中程度高,而靠近底板侧的煤体处于开放夹持状态,容易在塑性状态下破坏卸压。在非对称支承压力作用下,工作面中部至顶板侧底煤受到强烈的剪切应力作用,并处于底板弹塑性交界区,容易失稳冲击。以上研究成果对深入理解急倾斜特厚煤层开采冲击矿压的机理具有重要意义,为冲击矿压的预防和控制提供了理论基础和技术指导。通过研究覆岩的运动规律和应力分布特征,可以优化开采参数,改善作业条件,从而有效减少冲击矿压造成的灾害风险,保障煤矿安全生产。同时,该研究还为煤矿深部开采的煤岩动力灾害防控技术提供了重要的参考,对提高煤矿开采安全水平具有显著的实际应用价值。