复杂结构煤层煤柱力学特性分析与巷道围岩稳定性优化研究
牛海萍1
潘瑞凯1
于伟东1
沈玉旭2
吴少康3
1.山西能源学院 矿业工程系,山西 晋中 0306002.山西能源学院 矿业工程系,山西 晋中 030600;太原理工大学 原位改性采矿教育部实验室,山西 太原 0302443.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083
摘要：目的 为解决复杂结构煤层综放工作面回采时巷道围岩破坏严重、稳定性差等问题,以豹子沟煤矿10103工作面为研究对象,探讨巷道围岩应力作用下复杂结构煤层煤柱的破坏机理.方法 综合运用现场实测、力学分析、数值模拟和现场试验等方法,深入剖析复杂结构煤层煤柱的力学特性和围岩稳定性优化策略.结果 推导出复杂结构煤层煤柱理论尺寸计算公式,确定的最佳护巷煤柱宽度为5.66～7.04 m;揭示了复杂结构煤层采动影响下,煤柱塑性区深度为常规煤层的2.8倍,证实夹矸层对围岩应力重分布过程的调控作用;明确了煤柱垂直应力、垂直位移、水平应力和水平位移的演化规律,得出7 m工作面煤柱留设宽度可有效增强巷道围岩稳定性,证实了理论计算的正确性.将所得最佳煤柱尺寸应用于现场,回采期间巷道在采取措施前后效果显著.结论 增加煤柱宽度虽能提升承载能力,但过宽会导致煤柱内部应力在采空区一侧过度集中,危及整体稳定性.研究结果对复杂结构煤层开采煤柱的合理设计与应用具有重要指导意义,为该领域提供了新的理论依据与实践参考.
关键词：复杂结构煤层煤柱尺寸力学模型应力演化规律围岩稳定性
分类号：TD35(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52204102)山西省基础研究资助项目(202103021223392)山西省自然科学基金资助项目(20210302124489)
论文发表日期：2025-11-30
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：9( 118-126 )
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