煤炭科学技术

作者：徐宏阳, 翟成, 孙勇, 黄静, 徐吉钊, 刘厅, 唐伟, 郑仰峰, 徐鹤翔, 王宇,

关键词：深部矿井, 小构造, 回采扰动, 应力演化规律, 能量分源控制,

当煤炭开采进入深部以后，高地应力、复杂地质构造和强采掘扰动特征愈发明显。针对深井煤巷受应力扰动导致掘进过程中两帮变形严重且难以控制的问题，研究了小构造与回采扰动下掘进巷道应力演化规律。基于井下底板岩巷穿层瓦斯抽采钻孔数据点云重构了工作面的三维地质模型，辨识出了掘进巷道途中存在的倾斜煤层、连续褶曲和煤层变薄带。并利用建成的三维模型，导入FLAC3D软件中模拟煤巷掘进与邻近工作面回采。结果表明：在小构造区域，掘进工作面处的峰值压应力更大，压应力随掘进距离的变化率也更高。倾斜煤层、连续褶曲和煤层变薄带处的峰值压应力最大值分别为19.62、19.25、19.86 MPa，压应力变化率的最大值分别为16.12%、12.8%、11.51%。而厚度均匀的煤层掘进时最大压应力不超过19 MPa，压应力变化率的最大值不超过10%。回采距离较小时，掘进应力与回采应力互不干扰；随着回采距离增大，掘进巷道围岩位移增大，回采应力不断扩展，逐渐起主控作用，对掘进巷道产生强应力扰动。在现场采取穿层钻孔水力冲孔与注浆加固强弱耦合结构能量分源控制方法后，降低了煤层瓦斯含量和压力，增强了巷道围岩强度，两帮位移量减小了57%，显著降低了煤岩动力灾害发生的概率与风险。该研究可以为有效保障深井煤巷的安全采掘提供基础理论支撑。

来源：2025年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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