倾斜煤层含矸煤柱区应力状态及防冲技术研究

吴学松; 曹安业; 买巧利; 王崧玮; 陆祖军

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.02.005

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 42 ›› Issue (02) : 44 -52. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.02.005

倾斜煤层含矸煤柱区应力状态及防冲技术研究

吴学松, 曹安业, 买巧利, 王崧玮, 陆祖军

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摘要

针对倾斜煤层分层开采综放工作面临空侧含夹矸层巷道变形量大、冲击危险性高的问题，构建了侧向悬顶临空煤柱受力模型，运用数值模拟方法对工作面回采过程中煤柱区域围岩应力场和塑性区变化进行研究。研究结果表明：在煤柱弹性变形阶段，煤柱支撑力、变形量、煤柱积聚弹性能随着悬顶长度的增大而增大；临空煤柱在巷道区域存在夹矸弱层时，沿夹矸面产生的应力集中区致使巷道变形量增大，诱使周围煤岩运动加剧；当临空侧煤柱上方巷道顶板不易发生破坏时，可形成弹性能的良好载体和传递通道，造成巷道应力集中，加剧冲击地压发生危险性。同时，针对含矸临空煤柱自身抗破坏能力较差问题，提出远近结合、分批次的卸压方式，制定了顶板预裂、煤体爆破方案，有效降低巷道帮鼓变形量，微震震动点向远离工作面方向上方顶板偏移，冲击地压危险程度明显降低，有效保证工作面安全回采。