集中煤柱诱发下伏近距离煤层异常矿压及机理研究

秦凯，王健达，李宏艳，刘伟建，毕忠伟，孔令海

煤炭科学技术研究院有限公司安全分院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室中原工学院建筑工程学院

摘 要：为研究近距离煤层群下伏工作面过遗留集中煤柱异常矿压显现规律,以布尔台煤矿42107工作面进2-2煤层遗留集中煤柱为工程研究背景,基于现场实测、理论分析和相似模拟方法,通过分析工作面进集中煤柱期间的现场监测数据变化规律,总结了工作面进集中煤柱时异常矿压显现特征,推导出工作面覆岩破断步距和支架载荷计算公式,揭示了下伏工作面进集中煤柱异常矿压的发生机理,并采用相似模拟试验对其准确性进行验证。研究结果表明:下伏工作面进集中煤柱期间,集中煤柱边界受应力集中影响,基本顶破断位置深入煤体宽度增加,总破断步距减小,支架载荷明显增加,从而导致工作面发生异常矿压显现;相似模拟试验结果表明:进集中煤柱时,下伏工作面应力集中,基本顶岩块破碎,垮落步距减小,试验与理论分析结果基本吻合。

关键词：近距离煤层;遗留集中煤柱;异常矿压;破断步距;支架载荷;相似模拟;