浅埋近距离房式采空区下应力场分析及动压机理研究

摘要

针对因房式采空区煤柱留设情况复杂,煤柱底板应力传递相互叠加,周期来压异常,霍洛湾煤矿3-1煤层过上覆2-2煤层房式采空区强矿压及动压现象的问题,应用理论分析、数值计算、相似材料模拟等方法,建立了2-2煤层房式采空区复合煤柱底板传递规律模型,探讨了出煤柱时顶板覆岩结构,揭示了煤柱影响条件下3-1工作面“高应力-煤柱-覆岩运动”联合作用动压机理.研究结果表明:2-2煤层房式采空区大煤柱下的水平与垂直应力较高,达9.7～15.3 MPa;垂直应力影响深度为42～58 m,水平应力影响深度为10～23 m,剪应力波及范围25～50 m;当3-1煤层工作面在20 m或50 m宽煤柱下开采时,超前支承应力较大,应力集中系数高达4.44～5.00;3-1煤层工作面出大煤柱时的动压现象是由上下煤层应力叠加、煤柱上方倒梯形岩柱失稳与顶板垮裂运动联合作用的结果,可指导霍洛湾矿3-1煤层安全开采.