超长工作面空巷三维应力演变治理策略

该篇论文主要探讨了超长工作面中遇到的大断面空巷三维应力演化问题以及相应的综合治理技术。针对晋城成庄矿某大型超长工作面的实际情况，研究者构建了一个三维模型，对工作面的顶板进行了细致划分，包括煤柱顶板、空巷顶板和待采区顶板三个部分。这项工作的核心目标是解决超长工作面由于过大断面空巷可能导致的片帮和大面积冒顶等问题。 通过理论分析，论文提出了判断煤柱失稳的关键准则，这有助于理解煤体在不同条件下的稳定性。进一步，研究人员利用FLAC3D这一强大的数值模拟工具，深入剖析了大断面空巷顶板在应力演化过程中的行为。研究发现，当煤柱宽度小于或等于40米时，工作面的超前支承应力与空巷的超前支承应力在煤柱区域相互叠加，促使煤柱开始进入塑性变形阶段。而当煤柱宽度减小至10米以下时，煤柱顶板的应力会急剧上升，达到峰值16.6兆帕，此时煤柱承受不住压力，开始破裂并丧失承载能力。这种情况下，工作面的超前支承应力会转移到待采区，空巷顶板的应力则达到峰值12.7兆帕。 基于对空巷顶板应力演变规律的理解，论文提出了一种高水材料充填的综合防治策略。这种策略旨在通过填充高水材料来缓解空巷顶部的应力集中，防止进一步的结构破坏和事故的发生。这种技术不仅关注于解决当前的问题，还考虑了长远的矿井安全和可持续开采。 这篇论文提供了一种实用的方法论，对于理解和处理超长工作面中大断面空巷的三维应力演化问题具有重要的实践指导意义，对于煤矿安全管理和技术创新具有显著的价值。通过深入研究和应用这些综合技术，可以显著提高矿井作业的安全性和效率。