急倾斜煤层区段煤柱稳定性研究与支护优化

"本文针对恒昇煤业9102机巷在动压影响下的支护问题，进行了深入的研究。9102机巷由于受到9104采空区的动压作用，出现了严重的顶板下沉和两帮变形。文章提出通过优化支护设计和现场持续观测，结合数值模拟方法，探索9102机巷的矿压规律，并制定了分区段支护方案，以有效控制巷道的围岩变形，同时降低成本。研究发现，煤柱宽度对巷道稳定性有显著影响，煤柱宽度不应小于15m以防止剪切破坏。" 文章首先分析了急倾斜煤层的围岩应力分布和破坏特征，指出煤柱的应力集中区主要位于两端，上部集中在煤柱底板附近，下部集中在煤柱顶板附近。煤柱承受压应力和剪切应力的双重作用。接着，通过观察不同煤柱宽度下的应力变化，揭示了煤柱宽度与剪切应力、压应力之间的关系。当煤柱宽度减小，两者均会增加，但当达到一定宽度（如10m）时，剪切应力减小而压应力急剧增大，煤柱主要受压应力作用。进一步研究表明，煤柱宽度有一个临界值，超过这个值，煤柱的压应力会急剧减小，导致煤柱完全破坏。 基于这些发现，研究者提出了分区段支护策略，这不仅可以更好地适应动压环境下的巷道变形，还能减少不必要的支护成本。此外，通过现场观测和数值模拟的结合，可以更准确地理解和预测9102机巷的矿压动态，为未来的类似工程提供了有价值的参考。 参考文献中包含了多篇关于急倾斜煤层开采、煤柱稳定性、地球物理勘探技术和覆岩变形分析的专业论文，这些文献为本研究提供了理论依据和技术支持。作者李慎锋是高级工程师，专注于岩土勘察设计和相关领域的工作，其研究成果对煤炭行业的安全开采具有实际指导意义。