急倾斜特厚煤层综放开采煤岩动力灾害防控值得深入研究。论文紧密围绕急倾斜特厚煤层综放开采煤岩动力灾害防控问题,以乌东煤矿南区急倾斜特厚煤层综放开采典型工程为研究背景,以乌东煤矿南区+450水平工作面动力灾害科学防控为研究目标,综合使用现场调研、理论分析、力学实验、数值计算与现场应用等研究方法,取得如下成果:采用理论和案例分析相结合的方式,梳理了+450水平工作面典型事故显现位置、微震事件定位及能量特征,分析了工作面动力灾害的致灾特征,得出了急倾斜特厚煤层动力灾害显现具有明显的震动特征;微震大能量事件主要发生在B2-B3岩柱和B3+6煤层顶板;分析致灾机理得出B2-B3岩柱和B3+6煤层顶板突然失稳为动力灾害的发生提供了能量源头,明显的水平构造应力场使采掘巷道及工作面周围煤岩体弹性能更加容易积聚,当动力灾害源头传导至开采区域的能量和采掘巷道及工作面周围煤岩体聚居的弹性能叠加超过了煤岩体发生破坏的最小能量便发生了动力灾害。通过开展室内岩石力学实验,运用数字散斑技术和声发射仪器获取了不同条件和不同状态下煤岩样的物理力学参数、破坏过程和声发射特征,运用扫描电镜研究了煤样中的微孔隙和微裂隙等微观结构;得出饱水能使煤岩样强度发生劣化,使破坏过程中的能量释放发生改变;饱水和卸压孔可以改变煤样裂隙发育和破坏过程;煤样电镜扫描显示微裂隙孔隙发育较少。基于RFPA数值计算,研究了不同状态和不同均质度的煤岩样破坏过程和声发射特征。得出不同均质度煤岩模型表现出不同的破坏过程和声发射特征,同等状态煤岩样均质度越高,能量释放速率越高,峰值破坏阶段能量释放越剧烈;岩体爆破弱化数值模拟表明,在爆破应力波作用下,靠近爆破孔区域的岩体以拉伸破坏为主,在较远区域压缩破坏较为明显。爆破应力波能在短时间内使爆破孔周围产生大量裂隙,使岩体的完整性发生破坏,迅速释放岩体积聚的能量,从而可以有效避免坚硬岩层大面积失稳释放出巨大能量;岩体注水强度弱化数值模拟研究表明,在注水的作用下,注水孔周围出现明显的应力降低区,注水孔周围会出现明显的声发射现象,随着注水时间的持续,声发射现象会逐渐向未注水区域扩展,注水可以破坏岩体的完整性,使岩体内部裂隙增多,可以形成岩体强度弱施后,高能量等级微震事件变成了较多较低能量等级的微震事件,微震每天平均事件数和平均释放能量均呈下降趋势,综合防治措施使能量得以缓慢释放,达到了使煤岩体剧烈破坏向静态能量缓慢释放的目标,有效降低了坚硬岩层的能量积聚程度,提高了工作面的安全性。本成果为急倾斜特厚煤层综放工作面动力灾害防治和保障安全开采提供了基础支撑,这对类似工程条件下动力灾害防控具有一定的参考和借鉴价值。