华胜煤矿房柱群下巷道非对称变形破坏机理及控制技术

作     者：刘海雁 左建平 张春旺 吴凯俊 雷博 LIU Hai-yan;ZUO Jian-ping;ZHANG Chun-wang;WU Kai-jun;LEI Bo

作者机构：School of Mechanics and Civil EngineeringChina University of Mining and Technology(Beijing)Beijing 100083China State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining(China University of Mining and Technology(Beijing))Beijing 100083China 

出 版 物：《中南大学学报:英文版》 (Journal of Central South University)

年 卷 期：2023年第30卷第7期

页      面：2284-2301页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：Project(52225404)supported by the National Natural Science Foundation for the Distinguished Young Scholars of China Project(BJJWZYJH01201911413037)supported by the Beijing Outstanding Young Scientist Program,China Project(202206430036)supported by the China Scholarship Council Project(2022YJSLJ02)supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities,China 

主　　题：房柱群 非对称变形 底板应力分布 半无限平面理论 现场应用 

摘      要：在近距离煤层开采中,下煤层巷道的稳定性对于整个矿井的安全生产至关重要。因此,本文以兼并重组矿井华胜煤矿为工程案例,基于上煤层巷道房柱群采空区底板应力分布规律,研究了下煤层巷道的变形破坏机理及控制技术。首先,详细分析了华胜煤矿下煤层巷道的地质概况、围岩力学参数和原有支护方案,并基于现场钻孔窥视结果得到了下煤层巷道顶板房柱的具体位置,分析了下煤层巷道的非对称变形机理。然后,运用半无限平面理论计算得到了上煤层巷道房柱群采空区底板的应力分布规律。结果表明,上煤层中房柱群的不对称分布导致下煤层巷道顶板应力分布不均匀,从而引发了下煤层巷道的非对称变形,且越靠近上煤层房柱群中的煤柱,变形越大。基于此,进一步通过数值分析和现场应用对下煤层巷道位置及支护方案进行了优化和验证。华胜煤矿下煤层巷道在优化后的巷道位置及支护方案控制下整体并未出现非对称大变形。本研究结果对类似工程地质条件的下煤层巷道支护方案设计具有指导意义。