浅埋煤层下开采煤柱稳定性与矿压研究

"浅埋煤层房式采空区下开采煤柱稳定性研究" 本文主要探讨了浅埋煤层在房式采空区下开采时煤柱稳定性的关键问题。房式开采模式中，煤柱的留设和隔离煤柱的结构对于下一层煤层的回采安全至关重要。在石圪台矿2#、3#煤层的实际工程背景下，研究人员通过理论分析和数值模拟技术，详细研究了2#煤层6米×8米房柱以及20米隔离煤柱带的应力场分布特性，同时揭示了下位回采工作面经过房式采空区时围岩应力特征和塑性区的发展规律。 研究表明，在2#煤层的6米×8米房柱发生失稳的情况下，3#煤层的应力状态会发生显著变化，出现卸压现象，应力降低了16%。这表明房柱的不稳定状态对下层煤层的开采环境产生了直接影响，可能导致矿压显现加剧，增加煤矿生产的安全风险。同时，当3#煤层进行开采时，超前支承压力的最大峰值出现在2#煤层留设的20米隔离煤柱及房柱失稳区域下方，显示出这些区域是应力集中和岩层运动的关键地带。 针对这一现象，国内学者已进行了多方面研究。如张俊云和侯忠杰关注浅埋工作面顶板的断裂与垮落过程，提出了不同下沉条件下的支护强度计算方法；杨治林则研究了顶板岩层失稳和弯曲后的不稳定性，建立了断裂后顶板下沉量的计算模型；付武斌利用矿压理论和有限元强度拆减理论，分析了煤柱稳定性与主应力的关系；王平虎通过建模3#煤层的残留煤柱稳定性，进一步深化了对这一问题的理解。 浅埋煤层房式采空区下开采的煤柱稳定性研究对于预测和控制矿压显现、防止煤柱破坏、保障煤炭开采安全具有重要意义。未来的研究应继续深入探索煤柱稳定性的影响因素，优化开采设计，发展更有效的支护策略，以实现安全、高效的煤炭开采。