千米深井超长工作面采动应力旋转：特征、应用与控制策略

本文主要探讨了千米深井超长工作面在开采过程中遇到的复杂采动应力环境及其旋转特征。千米深井的特点使得围岩承受的应力更为显著，特别是在超长工作面开采时，围岩破坏程度增加，控制难度提升，这对开采安全构成了潜在威胁。研究者通过理论分析、数值模拟和现场实测，深入剖析了采动应力旋转如何影响围岩稳定性。 首先，发现千米深井的超长工作面围岩裂隙发育加剧，这些裂隙的发展不仅受到采动应力大小的影响，还与其方向密切相关。含有裂隙的围岩具有特定的优势裂隙扩展角，当采动应力发生旋转时，围岩的承载能力会随之下降。采动应力旋转的角度越大，围岩的稳定性就越差。这一特性对于制定合理的开采策略和支撑设计至关重要。 其次，研究发现，在采动后，121304工作面的采动应力确实发生了旋转，其旋转轨迹与工作面推进方向和采空区边界紧密相连。靠近边界的地方，采动应力的旋转速度和角度会显著增加。煤层和低位岩层的最大主应力在平行和垂直于工作面推进方向的竖直平面上旋转，倾角会发生相应变化；而最小主应力则先沿着相同方向旋转，随后在该平面上与最大主应力同步改变倾角。 随着岩层位置的变化，采动应力旋转的角度呈现出先增后减的趋势。高位岩层的应力旋转轨迹受到邻近工作面采空区的影响，显示出明显的偏转。这提示了在规划工作面推进方向时，必须考虑这些应力旋转的动态特性。 此外，文章引用了多个煤炭开采领域的研究成果，如深部岩体力学、开采理论、开采方法优化（如“采充并行”式保水采煤、智能化综放开采）以及针对煤岩动力灾害的防控技术，如冲击地压和复合动力灾害的监测预警，强调了在千米深井超长工作面开采中，不仅要关注采动应力旋转，还要综合考虑矿压控制、灾害预防等多方面因素。 这篇论文提供了一个深入理解千米深井超长工作面采动应力旋转的重要视角，为提高围岩稳定性、保障开采安全提供了理论基础和技术指导。它不仅在理论上深化了我们对深部开采复杂性的认识，也为实际操作中的决策制定者提供了宝贵的数据支持和参考。