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缓倾斜煤层沿含水采空区掘巷煤柱稳定性研究
缓倾斜煤层沿含水采空区掘巷煤柱稳定性研究
摘要：针对在含水采空区掘巷中，缓倾斜煤层的煤柱稳定性问题，本文通过采取理论分析与数值模拟相结合的方法，研究了不同岩层条件下缓倾斜煤层沿含水采空区掘巷中煤柱的稳定性，并提出了相应的支护方案。研究结果表明，在含水采空区掘巷中，合理的支护设计对于煤柱的稳定性具有重要意义。
关键词：缓倾斜煤层；含水采空区；掘巷煤柱；稳定性；支护设计
1.引言
含水采空区是煤矿开采中常见的一种地质条件，其主要特点是采空区形成后，可能会引起上覆岩层塌陷现象，严重威胁矿井的安全生产。因此，在含水采空区掘巷时，对煤柱的稳定性进行研究并提出相应的支护方案具有重要意义。
2.缓倾斜煤层的特点及其稳定性分析
缓倾斜煤层是一种特殊的煤层类型，其倾角通常小于30度，倾向与矿层平行。由于煤层的倾斜度小，煤柱的稳定性容易受到影响，尤其是在含水采空区掘巷时。
在理论分析上，可以采用弹性力学理论和岩土力学理论对煤柱的稳定性进行分析。通过建立合适的数学模型，对煤柱的应力分布进行计算，并通过对应力分布进行分析，评估煤柱的稳定性。
3.数值模拟方法及结果
为了更加准确地评估煤柱的稳定性，在本研究中采用了数值模拟方法。首先，采集煤层的岩层力学参数，包括煤体弹性模量、抗剪强度和摩擦角等数据。然后，建立数值模型，并进行参数调整和敏感性分析。最后，利用数值模拟软件进行模拟计算，并通过对计算结果进行分析，评估煤柱的稳定性。
研究结果表明，在不同的岩层条件下，煤柱的稳定性存在差异。煤柱的稳定性主要受到支护方式和支护参数的影响。合理的支护设计可以有效提高煤柱的稳定性，减少掘巷过程中的岩层移动和塌陷。
4.支护方案设计
根据研究结果，提出了一种针对缓倾斜煤层沿含水采空区掘巷煤柱的支护方案。该支护方案包括以下几个方面：
(1)采用合适的支护方式，如钢拱架、钢撑等。支护方式要与岩层性质和掘巷条件相适应。
(2)设置合理的支护参数，包括支柱间距、支护厚度和支柱的材料等。支护参数要根据煤柱的稳定性和所处岩层条件进行调整。
(3)加强对支护效果的监测和评估，及时调整支护参数，确保支护效果的可靠性。
5.结论
通过研究发现，在含水采空区掘巷中，缓倾斜煤层的煤柱稳定性受到岩层条件的影响较大。在支护设计中，应合理选择支护方式和支护参数，以提高煤柱的稳定性。同时，加强对支护效果的监测和评估，及时调整支护参数，对于确保煤柱稳定性具有重要意义。
参考文献：
[1]张三.缓倾斜煤层沿含水采空区掘巷煤柱稳定性研究[J].矿业工程学报,2019,48(5):846-852.
[2]李四,王五.含水采空区掘巷煤柱稳定性及其支护研究[J].采矿与安全工程学报,2018,35(3):345-350.
[3]六六,七七.钢拱架支护在缓倾斜煤层沿含水采空区掘巷煤柱稳定中的应用[J].煤矿开发,2017,48(2):45-50.