不同煤柱宽度下围岩变形破坏规律研究.docx

不同煤柱宽度下围岩变形破坏规律研究
随着煤炭采掘技术的不断发展，煤矿采空区围岩变形与破坏问题也随之凸显。煤柱作为煤矿采掘过程中留下的支撑，其大小直接影响着采空区围岩的变形和破坏。本文以不同煤柱宽度下围岩变形破坏规律为研究对象，探讨煤柱宽度对围岩变形和破坏的影响，为后续采煤工程提供理论支撑和技术参考。
一、煤柱宽度对围岩变形的影响
煤柱宽度直接影响煤岩体的内应力分布，从而影响周围围岩的变形。在相同采高和支护工艺条件下，增大煤柱宽度能够有效缓解支护应力，从而减缓围岩应力集中，降低围岩变形和破坏的趋势。通过采用数值模拟方法，研究了不同煤柱宽度下围岩应变分布和变形规律，得到以下结论：
1.对于较小的煤柱宽度下，围岩应力集中现象明显，围岩变形明显，其变形程度较大。和较大煤柱相比，围岩变形趋势不稳定，易发生破坏。
2.随着煤柱宽度的增大，围岩应力集中现象逐渐减小，围岩变形趋势逐渐稳定，而围岩变形和破坏的趋势也逐渐减缓，相对稳定。
3.当煤柱宽度达到一定值时，围岩应力分布趋于均匀，围岩变形趋势也更为平稳，煤柱周围围岩的承载能力明显增强。
二、煤柱宽度对围岩破坏的影响
煤柱宽度的大小不仅影响支护应力分布，还影响围岩的强度和稳定性。合理的煤柱宽度有助于缓解围岩的应力累积，从而减少围岩破坏的风险。通过对不同煤柱宽度下的围岩破坏特征进行分析，得到以下结论：
1.在较小的煤柱宽度下，围岩的承载能力较低，应力累积较大，易引发断层和裂隙等煤与岩体的结构失稳，从而造成岩爆等破坏现象的发生。
2.随着煤柱宽度的增加，围岩的强度提高，稳定性增强，平均破断长度相应增长，但煤柱较大时由于煤与岩体的配合不够，造成部分围岩应力过大，仍可能发生破坏。
3.当煤柱宽度达到一定值时，周围围岩的承载能力明显增强，并顺延出采区范围，从而有效缓解采掘对地表环境和安全的影响。
综上所述，煤柱宽度对围岩变形和破坏有直接的影响，选择合适的煤柱宽度有助于保护煤矿采掘过程中的围岩安全稳定。为了减少对环境和安全的影响，应根据煤层地质条件及采掘方法等因素，综合考虑选择合适的煤柱尺寸。在具体的工程实践中，应根据实际的地质环境准确研究，确保采取更加精准的煤柱宽度选择，提高围岩稳定性，保障岩体安全。