杭来湾煤矿30104上工作面支承压力分布规律及区段煤柱尺寸优化研究

摘要

杭来湾煤矿30104上工作面回采过程中，由于超强支承压力的影响导致矿压显现较为强烈，回风顺槽鼓包严重，工作面副帮侧5m范围内，最大鼓包量达500mm，严重影响了工作面的安全生产。 针对上述实际问题，论文开展了30104上工作面的煤岩物理力学参数实验室测试；应用理论分析计算得出30104上工作面支承压力侧向有害影响带宽度为22m，煤柱塑性区宽度约为3.7～7.4m，当煤柱受两侧采动影响时煤柱受力为14.08MPa；通过现场矿压实测得出30104上工作面回采造成的超前支承压力影响距离约为45m，支承压力在30104上工作面胶运顺槽、辅运顺槽、联络巷中产生的巷道超前表面位移从工作面前方40~50m范围开始增大，明显增大区域在20~45m范围，超前巷道单体支柱加载速度峰值大多数时间在工作面前方10~20m范围。结合数值模拟分析得出采空区周围煤体上的支承压力峰值和影响范围与采空区的跨度大小有关，当采空区跨度小于140m时，采空区周围煤体上的支承压力峰值随跨度的增大而增大，一般峰值位置距离煤壁7~13m；当采空区跨度小于80m时，采空区周围煤体上的支承压力影响范围随跨度的增大而增大；当采空区跨度达到80m时支承压力影响范围达到最大值80m；当采空区跨度大于80m时，支承压力影响范围又逐渐缩小；当采空区跨度大于140m时，支承压力影响范围稳定在60m之内。数值模拟分析同时表明，在窄小煤柱范畴内，煤柱宽度的减小会使煤柱上的支承压力峰值减小。当煤柱宽度小于10m时，巷道采空区一侧煤柱上的支承压力峰值将变得小于原岩应力值；当煤柱尺寸小于5m时煤柱与巷道围岩上的支承压力分布将变得更小，是巷道布置的最佳位置。

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