小构造与开采扰动下深井煤巷应力演化规律与能量分源控制
徐宏阳1
翟成1
孙勇2
黄静1
徐吉钊1
刘厅1
唐伟3
郑仰峰4
徐鹤翔1
王宇1
1.中国矿业大学安全工程学院,江苏 徐州 2211162.中国矿业大学低碳能源与动力工程学院,江苏 徐州 2211163.中国矿业大学人工智能研究院,江苏 徐州 2211164.中国矿业大学碳中和研究院,江苏 徐州 221116
摘要：当煤炭开采进入深部以后,高地应力、复杂地质构造和强采掘扰动特征愈发明显.针对深井煤巷受应力扰动导致掘进过程中两帮变形严重且难以控制的问题,研究了小构造与回采扰动下掘进巷道应力演化规律.基于井下底板岩巷穿层瓦斯抽采钻孔数据点云重构了工作面的三维地质模型,辨识出了掘进巷道途中存在的倾斜煤层、连续褶曲和煤层变薄带.并利用建成的三维模型,导入FLAC3D软件中模拟煤巷掘进与邻近工作面回采.结果表明:在小构造区域,掘进工作面处的峰值压应力更大,压应力随掘进距离的变化率也更高.倾斜煤层、连续褶曲和煤层变薄带处的峰值压应力最大值分别为 19.62、19.25、19.86 MPa,压应力变化率的最大值分别为 16.12%、12.8%、11.51%.而厚度均匀的煤层掘进时最大压应力不超过 19 MPa,压应力变化率的最大值不超过 10%.回采距离较小时,掘进应力与回采应力互不干扰;随着回采距离增大,掘进巷道围岩位移增大,回采应力不断扩展,逐渐起主控作用,对掘进巷道产生强应力扰动.在现场采取穿层钻孔水力冲孔与注浆加固强弱耦合结构能量分源控制方法后,降低了煤层瓦斯含量和压力,增强了巷道围岩强度,两帮位移量减小了 57%,显著降低了煤岩动力灾害发生的概率与风险.该研究可以为有效保障深井煤巷的安全采掘提供基础理论支撑.
关键词：深部矿井小构造回采扰动应力演化规律能量分源控制
分类号：TD323(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51925404)国家自然科学基金(51774278)
论文发表日期：2025-09-30
在线出版日期：2025-10-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：17( 275-291 )
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