巨厚砾岩层的垮落对下伏综放工作面前方的煤岩体造成冲击，甚至诱发冲击地压。论文以耿村煤矿13230综放工作面为工程背景，利用相似模拟试验和理论分析，研究综放开采过程中砾岩层变形移动垮落特征、声发射和震动加速度响应特征等。研究结果表明：综放开采上覆巨厚砾岩离层后处于悬顶状态，当砾岩层底部高倾角采动裂隙向上扩展与上部次生裂隙相互连通且贯穿砾岩层时，砾岩层发生初次垮落；垮落体对下伏综放面煤岩体产生冲击作用。综放工作面超前支承压力具有“单峰”特征；砾岩层初次垮落时超前支承压力的峰值应力集中系数最大；综放工作面后方采空区底板处于低应力区。声发射事件定位反映出砾岩层中主控裂隙的孕育产生、扩展演化以及砾岩层垮落的全过程；砾岩层初次垮落前声发射事件数较多，垮落后声发射事件数显著降低；声发射事件参数即最大幅值、振铃计数和绝对能量均与工作面推进度有关，砾岩层初次垮落前声发射事件参数均达到极值，初次垮落以后声发射事件参数均显著降低；砾岩层初次垮落具有强冲击和瞬时性的特征。研究结论为义马矿区综放开采围岩控制和冲击地压防治提供技术支撑。

国家自然科学基金项目(52074102)；

1 综放面赋存条件和砾岩层结构力学参数
1.1 综放面地质采矿条件
1.2 砾岩层结构力学参数
2 砾岩层垮落冲击相似模拟研究
2.1 相似模型的制作和边界条件
2.2 模型观测线和观测点设置及观测仪器
2.3 模拟综放面回采期间观测方法
2.4 模拟试验结果
3 相似模型试验结果分析
3.1 砾岩层变形移动规律
3.2 砾岩层声发射响应特征
1) 声发射定位特征
2) 声发射事件参数响应特征
3.3 砾岩层震动加速度响应特征
3.4 工作面超前支承压力分布规律
4 支架工作阻力与砾岩层断裂垮落关系
5 结 论

翟新献,赵晓凡,郭钊洋等.综放开采上覆巨厚砾岩层变形垮落冲击相似模拟研究[J].采矿与安全工程学报,2023,40(05):1018-1030.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2023.0257.