断层与煤柱复合影响下孤岛工作面冲击危险性研究

摘要

针对某矿3_上215工作面受大落差断层、不规则三角形煤柱、孤岛、厚硬顶板等因素影响，存在高冲击危险性的问题，采用理论分析、数值模拟与现场应用相结合的方法，分析工作面回采过程中的变形破坏情况、应力分布特征及能量演化特征，提出了针对煤柱和工作面顶底板的卸压防治方案。结果表明：不规则煤柱宽度约10 m时，在采空和断层1影响下遗留煤柱区域的垂直应力集中系数峰值相比无煤柱区域增加了69%,且煤柱塑性区与采空区塑性区贯通；回采至一次见方期间，超前支承压力与采空侧向支承压力叠加后达59.93 MPa,应力集中系数达3.55,不规则遗留煤柱和2处断层也出现了弹性能的积聚。对比分析模拟数据可知，实施卸压后工作面应力大幅度降低，积聚的弹性能量得到释放，证明了卸压方案的可行性。在工程现场实施断顶和煤层卸压后有效降低了复合影响区域的冲击危险，实现安全回采。

关键词

冲击地压 / 不规则煤柱 / 孤岛工作面 / 断层 / 数值模拟