“应力-渗流-损伤”分析下的煤柱宽度设计

作者：范公勤; 闫瑞兵; 雷照源; 杨伟; 李长录

来源：西安科技大学学报, 2017, 37(02): 164-170.

DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2017.0204

• 软岩巷道
• 岩石损伤
• 渗流通道
• 煤柱宽度优化

大南湖一矿3#煤层上覆岩层属于Ⅳ,Ⅴ类岩层,节理裂隙发育,遇水易软化破碎。1301工作面与1303工作面的区段煤柱为18 m,导致巷道破坏严重。为探究合理的区段煤柱宽度,基于岩石损伤的"应力(stress)-渗流(seepage)-损伤(damage)"理论,采用fish语言编程对Flac3D软件计算过程中的岩石力学参数进行优化,实现软件在计算过程中水对岩石的损伤作用。在此基础上,进行富水条件下区段煤柱宽度优化"应力-渗流-损伤"分析下的数值模拟分析,揭示不同宽度煤柱内部应力演化特征、损伤区域分布以及底板渗流通道。结果表明:区段煤柱宽度在1822 m时,煤柱内部应力为4252 MPa,应力集中明显;煤柱下部裂隙贯通,煤柱内部弹性核范围不足高度的2倍;本区段合理煤柱宽度为26 m,下区段合理煤柱宽度为30 m,既保证安全生产又保证经济效益。并通过现场实测验证了下区段30 m煤柱的可靠性,对以后富水条件下的煤矿安全开采具有一定的指导意义。

• 单位
  神华新疆能源有限责任公司; 西安科技大学