倾斜煤层区段煤柱剪切失稳与变形规律

倾斜煤层区段煤柱的稳定性在很大程度上取决于其倾角。本文通过理论分析、相似模拟和数值模拟等多种研究手段，深入探讨了倾斜煤层开挖后，特别是0至45度范围内的煤层倾角变化对区段煤柱变形及其失稳破坏的影响。研究发现，随着煤层倾角的增加，煤柱发生剪切失稳破坏的风险显著上升。在煤柱两侧，覆岩结构表现出明显的不对称性：煤柱上方的砌体梁结构形成位置较低，而下方则可能出现冒空现象，且梁结构的形成层位高于上方。 倾斜煤层下的煤柱与水平煤层不同，其破坏方式更倾向于沿着煤层的弱面进行剪切滑移，而非单纯的挤压变形。这种破坏特性对于工程设计和安全控制具有重要意义，因为这意味着在斜煤层开采时，需要特别关注煤层的力学性质以及煤柱周围岩体的动态响应。 同时，研究还揭示了煤柱围岩变形的不对称分布特征。在倾斜煤层中，尤其是倾角较大的情况下，煤柱下方的围岩变形量通常大于上方，这表明了倾斜煤层对煤柱稳定性的影响更为复杂，可能需要采取不同的支撑和加固措施来应对。 本文的研究成果对于理解和预测倾斜煤层区段煤柱的变形破坏规律提供了重要的科学依据，对于矿井开采中的安全设计和灾害防控具有重要的指导意义。此外，这一研究也强调了在斜煤层开采中，必须充分考虑煤层倾角对工程性能的影响，以确保煤炭开采过程的经济效益和安全性。