工作面过空巷围岩失稳机理研究

为探求工作面过空巷过程中围岩活动规律,利用突变理论从势能积聚的角度分析了工作面与前方空巷之间煤柱的失稳机理,并运用弹性薄板理论对煤柱失稳后基本顶的受力状态及破断位置进行了研究。结果表明:随着回采进行,当工作面与空巷间距等于临界危险距离时,煤柱的塑性破裂区面积与煤柱总面积间满足定量关系而发生能量控制型突变失稳;存在一个临界交角,只有当工作面与空巷夹角小于临界交角时煤柱才会发生突变失稳现象;煤柱失稳后,基本顶在实体煤空巷侧塑性破裂区边缘中点处受最大拉应力,其破断情况可分为3种,其中沿实体煤空巷侧塑性破裂区边缘提前破断会导致工作面剧烈来压、对生产造成严重影响。采用数值模拟方法分析了回采过程中煤柱和基本顶塑性区范围,模拟结果有力验证了理论分析结果。