煤炭工程

作者：张剑,李建忠,刘慧妮

单位：1. 煤炭科学研究总院开采分院；2. 煤炭科学研究总院；3. 天地（榆林）开采工程技术有限公司；

关键词：近距离煤层,区段煤柱,应力传递特征,相似材料模型试验,DIC技术,

探究煤柱应力向底板传递特征对确定近距离煤层巷道围岩控制方法具有指导作用。以山西杜儿坪矿近距离煤层为原型，开展上煤层开挖相似模型试验，利用DIC技术采集底板深度不同水平层位应变数据，分析垂直、水平、及剪切三种应变的分布特征和应变峰值距煤柱边界水平距离的变化规律，探究上煤层开采后区段煤柱集中应力向底板的传递特征。结果表明：煤柱底板区，三种应变均以煤柱中心为轴呈非对称双峰分布特征，垂直、剪切两种应变峰值为先开挖面煤柱侧小于后开挖面煤柱侧，而水平应变峰值则恰好相反，三种应变峰值均随底板深度增加而减小|采空区底板，垂直、剪切两种应变远离煤柱边界逐渐趋于0，而水平应变则显现出反复增减多变特征。三种应变峰值距煤柱边界的水平距离表现为垂直应变为先开挖面煤柱侧大于后开挖面煤柱侧，但剪切应变则刚好相反，而水平应变则先后开挖面煤柱侧均相等，且三种应变距煤柱边界水平距离均随底板深度增加而增大。垂直、水平应力分别为压、拉应力，而先后采面煤柱侧剪切应力则不同分别为拉、压应力|垂直、剪切两种应力均显现为高应力水平，但水平应力甚小|垂直、水平两类应力峰值均位于煤柱底板区，而剪切应力峰值却位于采空区底板|垂直、剪切两种应力随远离煤柱边界均趋于0，水平应力则显现反复转化增减特征。选择近距离煤层巷道围岩控制方法既应重视垂直应力的作用，也应关注剪切应力对其失稳破坏的影响。

来源：2024年第10期

《煤炭工程》期刊编辑部

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