刀柱式采空区下方综采工作面应力分布规律研究

"本文主要探讨了在刀柱式采空区下方近距离煤层进行综采工作时，围岩应力的分布规律。通过分析刀柱受到的上方岩层垂直应力和下方工作面超前支撑应力的影响，揭示了这些因素如何导致下方煤岩体的应力集中，进而影响工作面顶板的稳定性和支撑压力的分布。具体研究以唐山沟煤矿12#煤层的实际情况为例，旨在为回采巷道的支护设计和支架选择提供科学依据。" 在煤炭开采过程中，刀柱式采空区下方近距离煤层的综采工作面面临复杂的应力环境。刀柱作为采空区的残留部分，它不仅承受着上方岩层的垂直下压应力，还受到下方工作面推进过程中的超前支撑应力的作用。这两种应力的叠加使得刀柱成为应力传导的重要媒介，将应力传递到下层的煤岩体。 由于刀柱的存在，下方煤层的工作面会出现明显的应力集中现象，这对工作面顶板的稳定性构成了挑战。顶板的稳定性直接影响着开采的安全性和效率，过高的应力可能导致顶板垮落，增加事故风险。此外，应力分布的变化也会影响支撑压力的分布，需要合理设计支护方案以确保巷道的稳定性。 针对唐山沟煤矿的具体情况，研究人员深入研究了12#煤层刀柱下方综采工作面的顶板应力分布规律。通过实地考察和数据分析，他们旨在揭示在特定地质条件下，应力如何在煤岩体中分布，以及如何影响巷道支护设计的选择。这样的研究结果可以为类似条件下的煤矿提供理论指导，帮助选择合适的支护设备，优化开采过程，降低安全风险。 关键词如“弹性区”、“集中应力”、“塑性屈服变形”和“应力分布”，分别指代了岩石在应力作用下表现出的不同力学特性。弹性区指的是岩石在应力作用下发生弹性变形的区域，而集中应力则反映了应力在特定区域的显著增强。塑性屈服变形是指当应力超过岩石的屈服强度时，岩石开始发生不可逆的塑性变形。这些概念对于理解刀柱下方工作面的应力状态和岩体响应至关重要。 该研究对了解刀柱式采空区下方近距离煤层的应力分布特点具有重要意义，有助于提高煤炭开采的安全性和经济效益。通过深入研究，可以为矿井巷道的支护设计和支架类型选择提供科学依据，从而实现更有效的应力控制和顶板管理。