基于煤体损伤演化的煤柱承载规律与宽度确定研究 论文

为了解决工作面煤柱承载规律不清晰和合理宽度难确定的现场难题，通过运用数值模拟和现场工业性试验等方法，对工作面巷道围岩变形规律、煤柱承载特性演化规律、煤柱内裂隙扩展规律和支护控制进行研究。分析了煤柱在受两侧采动影响下内部裂隙的演化过程和分布特征，揭示了采动应力下原生裂隙的扩展到宏观破裂面产生的损伤破坏机制，确定了煤柱两侧的损伤范围；在煤柱第1次损伤的基础上，进一步研究了沿空掘巷后煤柱内部裂隙由两侧向中间发育的破坏机理，建立了剪切裂隙和张拉裂隙的分布特征与煤柱承载特性的关系；研究了不同宽度煤柱对应的巷道围岩稳定性，最终确定了7106工作面风巷的护巷煤柱合理宽度为7.0m；提出了使用高强度螺纹钢锚杆与双筋双梁钢筋梯子梁支护，并利用预应力锚索加强支护的工作面煤柱稳定性支护控制技术。现场应用实践表明支护控制效果良好。