保德矿沿空回采巷道非对称底鼓机理研究

"沿空回采巷道蝶叶型非对称底鼓机理" 沿空回采巷道在煤炭开采过程中是一种常见的布置方式，但在实际操作中，由于采动应力的影响，巷道底板可能会发生非对称的大变形底鼓现象，这在保德矿81306二号回风巷尤为显著。底鼓问题不仅影响巷道稳定性，还可能引发安全事故，因此，理解其机理并提出有效的控制策略至关重要。 底鼓现象的成因多种多样，早期的研究主要集中在岩层含水、弹性应变变形或破坏变形等方面。康红普等学者认为软岩巷道底鼓是由于底板岩层失稳导致的压曲变形，尤其是当遇到遇水膨胀的岩层时。姜耀东等则通过实例分析，提出了挠曲褶皱、剪切错动、挤压流动以及遇水膨胀四大类原因。然而，这些理论并不能完全解释保德矿所遇到的非均匀大变形底鼓问题。 为了更深入地解析这一问题，研究者引入了蝶形塑性区理论。该理论指出，巷道在受到采动应力作用时，围压比会显著增加，导致岩体产生蝶形破坏，即最大主应力方向向采空区一侧倾斜。在这种情况下，形成的蝶形塑性区的"蝶叶"会旋转到巷道底板一侧，使得底板内部的岩石遭受严重破坏，从而引发剧烈的非对称底鼓。这种特殊的底鼓形式被定义为蝶叶型非对称底鼓。 为了解决这个问题，研究者通过数值模拟方法提出了新的控制策略。他们建议适当增加煤柱的宽度，以此调整沿空巷道的煤柱尺寸，从而改变蝶形塑性区的蝶叶旋转角度，最终降低回采巷道的围压比，以减轻底鼓现象。这种方法旨在通过优化巷道设计，减少底板岩层的不均匀应力分布，进而改善巷道稳定性。 沿空回采巷道的蝶叶型非对称底鼓机理是一个涉及采动应力、岩体破坏模式以及巷道设计等多个因素的复杂问题。通过深入的理论分析和数值模拟，可以为矿井的安全开采提供科学依据，指导巷道维护和优化，有效防止底鼓造成的安全隐患。未来的研究可以进一步探索不同地质条件下的底鼓控制技术，提高矿井的安全生产水平。