断层活化过程及煤柱失稳机理的数值模拟研究

曹明辉; 刘钒; 王同旭

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.02.007

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 39 ›› Issue (02) : 61 -68. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2020.02.007

断层活化过程及煤柱失稳机理的数值模拟研究

曹明辉, 刘钒, 王同旭

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摘要

为研究工作面沿断层走向推进时,断层煤柱宽度的大小对断层活化失稳与断层煤柱内部能量变化的影响,采用UDEC数值模拟软件建立平面应变模型。模拟研究了当逆断层下盘工作面的断层煤柱宽度减小时,断层煤柱内储存的能量与储能极限值的变化特征、断层活化过程与破坏趋势。研究结果表明:断层煤柱宽度减小时,煤柱支承压力峰值增大,弹性应变能增加,断层出现活化现象,并释放能量至煤柱,与弹性应变能叠加,同时断层煤柱的储能极限降低;当煤柱宽度为30 m时,煤柱中的弹性应变能首次超过储能极限值,当煤柱宽度为20 m时,煤柱中的弹性应变能量峰值为储能极限值的1.84倍。当断层煤柱宽度小于30 m时,煤柱易发生整体失稳和冲击危险,需要采取必要的灾害防治措施。