摘要
为了解决由于近距离煤层开采过程中采矿引起的动态应力与冲击扰动耦合而导致的严重矿山压力灾害，本文以中国宁夏某煤矿119采区的8号和9号近距离煤层作为工程背景。采用理论分析和FLAC3D数值模拟方法，系统研究了上覆岩层结构的变化、采矿扰动引起的矿山压力表现规律以及巷道围岩在冲击荷载下的动态响应机制。研究结果表明： ① 基于关键块理论与弹性力学理论，阐明了近距离煤层中全承载型上覆岩层的应力传递机制，推导了底板塑性区深度和附加应力的计算模型，并揭示了层间岩层承载状态对下伏煤层巷道稳定性的影响机制。 ② 对不同采矿方案的数值模拟比较表明，两种方案均形成了“采空区卸压-工作面-煤柱”的承载结构，表现为“向上沉降和向下隆起”的盆地形沉降。方案A由于重复的采矿应力作用，应力峰值和层间塑性区显著增大，大大增加了强矿山压力和围岩不稳定的风险。 ③ 在8 MPa的余弦冲击荷载（振动频率为50 Hz，峰值粒子振动速度为9.57 m/s）作用下，与无支护巷道相比，螺栓-电缆联合支护系统使围岩的峰值位移减少了35%以上，冲击波传播速度降低了40%以上，有效抑制了塑性区的扩展和冲击能量的传递，同时显著增强了巷道的抗冲击能力。 本研究不仅为近距离煤层开采和岩爆预防提供了系统的理论基础，还为类似近距离煤层开采项目中围岩控制与动态灾害预防提供了科学指导和技术参考，对确保地下煤炭资源的安全高效开采具有重要的工程价值。
