米东,苗晓伟

(潞宁煤业有限责任公司,山西 忻州 036700)

长期以来煤柱稳定性制约着矿井安全生产,煤柱自身强度和承载力是影响其稳定性的重要因素,同时煤柱稳定性还受矿井地质条件、煤层开采方式以及顶底板的制约[1-4].许多学者做了大量研究,Kahir A W等[5]发现当顶板弯曲挠度达到一定极限时, 突然释放的弹性能极易引起煤柱破坏损伤从而导致其失稳;Lu P H[6]利用现场及实验室试验,提出了煤柱稳定性动态完整性系数法;崔希民[7]改进了传统计算的局限性,将煤柱安全系数进一步优化;王春秋等[8]通过现场实测,得到了煤柱承载曲线关系图;赵景礼等[9,10]通过建立煤柱力学模型,研究了煤柱极限平衡区宽度表达式并提出煤柱分区的概念,且对其稳定性进行了评估;宋义敏等[11]通过实验室试件加载,研究了煤柱失稳及其能量演化特征,发现其能量释放和积聚规律与失稳形态相关;曹胜根等[12,13]引入突变理论模型来研究煤柱的失稳机理, 得到煤柱保持稳定时屈服区与煤柱宽度的临界关系;张向阳等[14]对煤柱宽度合理留设进行了模拟,认为采动叠加和上覆岩层性质是影响煤柱稳定性的重要因素.总而言之,对于煤柱稳定性已经有了较深入的理论研究,但对于不同的矿井地质条件,仍需对其进行针对性研究.因此本文通过水压致裂法和数值模拟对22116孤岛工作面煤柱稳定性进行研究.

1 水力压裂方案设计

根据矿山提供的资料可知,煤层上覆顶……