下层煤巷道应力分布：影响因素与优化布局

本文主要探讨了"采空区煤壁下巷道围岩应力分布影响因素分析"这一主题，由苏学贵、原鸿鹄、李本奎和杜献杰四位专家合作完成，发表于《矿业安全科学》期刊，DOI号为10.13347/j.mkaq.2015.11.059。研究通过对实际工程案例的深入分析，并运用数值模拟方法，考虑煤岩体的应变软化特性，对影响下层煤层应力分布规律的关键因素进行了深入研究。 首先，研究发现下层煤层的应力分布受上层煤的开采高度（采高）以及煤层群的埋藏深度的影响相对较小。这表明，对于矿井设计来说，这两方面的因素可能在一定程度上可以预测，但并不是决定应力分布的主要控制因素。 其次，上层煤顶板的岩性和煤层之间的间距则对下层煤层的应力分布有显著影响。岩性不同，导致煤顶板对下层煤的支撑力和压力传递特性不同，而煤层间距的大小直接影响了应力在上下层间的传递路径和强度。岩性坚硬的煤顶板可能导致更大的应力集中，而间距较大的煤层可起到一定的缓冲作用。 巷道的布置位置对围岩应力状态至关重要。研究指出，巷道位于压力卸载区域时，其周围的围岩压应力较低，剪切破坏的可能性较小，有利于巷道的稳定。然而，如果巷道处于应力升高区域，由于强烈的应力集中，巷道围岩的剪切破坏风险显著增加，因此必须对这些区域进行强化支护设计。 下层煤巷道的最佳布置策略是位于采空区下方的压力卸载区域，同时对应力升高区的巷道采取相应的加固措施，以确保巷道的安全和稳定性。这项研究为煤矿巷道的设计和施工提供了重要的理论依据和技术指导，有助于减少因应力分布不合理导致的巷道破坏和安全事故的发生。