煤炭工程 ›› 2026, Vol. 58 ›› Issue (5): 125-133.doi: 10.11799/ce202605016
基于煤柱与顶板协同变形的深井煤柱失稳力学判据研究
李增强,赵 鹏,倪廉钦
1. 山东东山古城煤矿有限公司,山东 济宁 272100
2. 山东济宁市能源局,山东 济宁 272000
3. 安徽理工大学 煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室,安徽 淮南 232001
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摘要: 为研究深井交叉巷道围合煤柱的整体失稳机理,以山东古城煤矿-980m水平交叉巷道切割形成的煤柱为工程背景,采用现场监测与理论分析相结合的方法,对“煤柱-顶板”协同变形控制下的煤柱应力演化特征开展深入研究,建立了“煤柱-顶板”协同变形条件下的力学估算模型,初步得到了煤柱失稳的力学判据。研究结果表明:在大采深、覆岩下沉等多因素叠加作用下,煤柱长期处于蠕变状态并逐步发生破裂,其“平台型”应力分布是煤柱进入临界失稳状态的主要标志;高应力作用下,深井护巷煤柱发生持续蠕变变形,弹性核区不断损伤劣化,当弹性核区缩减至临界宽度时,极易诱发失稳冲击;影响因素分析结果显示,深井护巷煤柱平均应力与顶板轴向荷载、煤体弹性模量呈正相关,与煤柱宽度呈负相关。本研究成果对深部煤柱型冲击地压防控具有一定指导意义。
中图分类号: