高应力软岩缓斜煤层沿空掘巷窄煤柱宽度研究 论文

在进行高应力软岩缓斜煤层沿空掘巷窄煤柱宽度研究时，首先要了解几个关键概念：高应力软岩、错层位、外错式、煤柱宽度以及数值模拟。高应力软岩指的是地应力较大且岩石质地较软的一种地质条件。在煤矿开采中，这类地质条件下的煤层稳定性较差，容易发生变形甚至失稳，对矿山安全构成威胁。因此，在高应力软岩环境下进行煤炭开采是一项挑战。错层位是指在煤矿开采过程中，由于地层的不均匀沉降，开采工作面与煤层顶板之间存在错位现象。这种错位可能会导致煤层应力的重新分布，对沿空掘巷及窄煤柱留设产生影响。外错式是相对于内错式而言的，是煤炭开采中沿空掘巷的一种布置方式。在内错式布置中，新巷道是在老巷道的内侧进行开掘，而外错式则是新巷道在老巷道的外侧开掘。外错式布置往往能更好地利用老巷道的承载特性，但对煤柱的稳定性要求更高。煤柱宽度是指在煤矿巷道布置中，保留的煤柱的宽度尺寸。窄煤柱留设问题是指为了保证巷道的稳定性，在留设煤柱时要确定适宜的宽度。在高应力软岩条件下，确定合适的煤柱宽度对于保障采掘工程的顺利进行和矿井安全至关重要。数值模拟是一种使用数学模型和计算机技术模拟现实世界中的物理过程或工程问题的方法。在煤矿开采领域，数值模拟可以帮助研究人员更好地理解和预测矿井内部的应力分布、煤柱的稳定性以及巷道围岩的变形情况。通过数值模拟，研究人员能够根据模拟结果优化煤柱宽度，提高矿井的安全性能和开采效率。在论文中，通过理论分析与数值模拟相结合的方法，研究者以曙光矿%:煤层开采为实际工程背景，探讨了在高应力软岩条件下，采用错层位外错式沿空掘巷的窄煤柱宽度确定方法。具体的研究内容包括： 1.分析上区段采空区侧向支承应力分布规律，这是由于煤层开采后的应力重分布会影响煤柱和巷道的稳定性。 2.进行护巷煤柱宽度的理论计算，理论计算中考虑了煤柱的破裂区和塑性区的分布，破裂区是煤柱出现裂纹的部分，塑性区则是煤柱开始发生塑性变形的部分。 3.利用数值模拟验证理论计算，并得出煤柱合理留设宽度为949=’!459<。数值模拟能够更为直观和精确地反映出不同煤柱宽度对巷道围岩应力分布的影响。 4.对不同煤柱宽度下的巷道围岩应力分布进行数值分析，研究结果表明，当煤柱宽度为;<时，巷道围岩变形小，这是通过数值模拟观察到的一个重要结论。关键词包括高应力软岩、错层位、外错式、煤柱宽度、数值模拟。这些关键词概括了研究的主要内容和采用的技术手段。中图分类号为?@8%948，文章编号为5$$9B;C>D，文献标志码为A。这些信息有助于读者快速定位和检索文章，也表明了文章的学术性质和归属的学科范畴。通过这项研究，旨在解决高应力软岩条件下窄煤柱留设问题，提升煤矿开采的安全性和经济效益。研究成果对于指导类似地质条件下的煤矿开采工作具有重要的理论和实践意义。