正断层下工作面煤柱应力演化特征及安全策略研究

本文主要探讨了"工作面沿正断层走向推进断层煤柱应力演化规律"这一关键主题，针对朝阳煤矿3101（东）工作面的工程地质条件，运用FLAC3D数值模拟方法进行了深入研究。研究发现，断层的存在对煤层顶底板的应力传播有显著阻隔作用，这使得断层煤柱区域容易形成应力集中区。有趣的是，断层上盘的应力阻隔效果相对较弱，这意味着在相同大小的断层煤柱下，下盘煤柱会先于上盘出现失稳现象。在断层上盘，应力集中区域主要集中在煤壁附近，表现出相对单一的分布特征。 另一方面，下盘的应力集中情况则随着断层煤柱尺寸的不同而变化。当断层煤柱大于40米时，最高应力值会集中于煤柱上；而当断层煤柱小于40米时，这个应力值会逐渐转移至煤壁。这些发现强调了工作面沿正断层推进时，断层煤柱大小对煤层稳定性及采动应力分布的重大影响。 通过实际案例，作者验证了在不同断层煤柱条件下，煤柱应力的演变确实存在差异。这提示我们在矿井开采实践中，必须根据具体的工程地质条件进行详细的应力演化分析和预测，以便采取适当的巷道维护和工作面管理措施，确保生产过程的安全性和效率。 这项研究不仅提供了关于断层煤柱应力分布的重要理论依据，而且对于指导煤炭开采企业在面对断层地质条件时的决策制定具有重要的实践价值。通过数值模拟技术，研究人员能够更准确地预测和控制潜在的风险，从而保障煤矿开采的稳定和可持续发展。