承载区段煤柱冲击危险数值模拟及防治措施

摘要

为解决冲击地压矿井承载区段煤柱的冲击危险问题，以兴隆庄煤矿B4328工作面的实际开采情况为例，采用理论分析法在工作面掘进和回采期间对煤柱进行了稳定性力学分析，计算了合理煤柱宽度；建立了Phase2数值计算模型，得到该煤柱在不同采掘状态下的应力分布规律；根据应力集中程度在巷道两帮及底板实施大直径钻孔预卸压方案，同时制定了在工作面回采前运输顺槽支护的补强措施。研究结果表明：运顺掘出后巷道侧煤柱塑性区宽度为4.71 m,采空区侧塑性区宽度为14.45 m,认为煤柱仅受单侧的采动影响和掘巷应力重新分布影响，25 m煤柱处于相对稳定状态；同时模拟计算表明运顺开挖区域处于采空区支承压力峰值下降但数值仍较高的位置，且外帮冲击危险大于内帮，需要加强支护且对煤柱弹性核区域采取预卸压措施，由于承载区段煤柱在采掘期间受扰动较小，卸压后煤柱两侧将基本处于塑性状态，弹性区开始产生塑性变形，弹性能缓慢释放，冲击危险程度降低。冲击地压危险监测数据表明防冲效果较好，研究结论可为相似条件下较大尺寸的承载区段煤柱防冲问题提供理论与实践依据。

关键词

承载区段煤柱 / 力学分析 / 冲击地压 / 数值模拟 / 防治措施