采动水浸作用下煤柱坝体承载特征与失稳规律研究
吴峻民
兰州煤矿设计研究院有限公司,甘肃 兰州 730000
摘要：煤矿地下水库的储水技术已成为我国西部矿区煤炭资源开采与水资源保护协调发展的重要途径之一,而煤柱坝体的稳定性是煤矿地下水库能够安全并长期使用的关键因素.为了探究煤矿地下水库煤柱坝体在复杂条件下失稳特征,基于FLAC3D数值模拟及二次开发,以陕西北部某矿相邻工作面开采及采空区蓄水的水浸作用对煤柱坝体应力演化特征及稳定性的影响展开研究.结果表明:工作面开采完毕后,煤柱坝体应力分布均呈现双峰形,并随煤柱宽度的增加峰值逐渐下降,同时煤柱宽度为 20 m时其弹性核区占比小于 40%的临界失稳指标,将发生失稳;在采空区蓄水后,水浸作用下煤柱坝体塑性区占比增量呈现"稳定-增大-减小-稳定"的变化规律,能够很好地模拟水浸作用下煤柱坝体的"渗流-弱化-损伤-渗流"的渐进破坏特征;煤柱坝体的应力分布逐渐演化为拱形分布并趋于平均化,应力峰值大幅降低,同时,内部塑性区进一步扩展,弹性核区占比降低,且煤柱宽度的越小降低幅度越大;当煤柱宽度为 30 m时,弹性核区占比降低为 38.33%,将发生失稳;当煤柱留设宽度为 40 m时,煤柱能够保持稳定.
关键词：地下水库煤柱坝体流固耦合储水技术失稳特征水浸软化合理宽度
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
论文发表日期：2024-08-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 159-166 )
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