不同含水率条带煤柱稳定性研究.pdf

第 33 卷 第 1 期 采矿与安全工程学报 Vol.33 No.1 2016 年 01 月 Journal of Mining Safety Engineering Jan. 2016 文章编号：1673-3363-(2016)01-0042-071 不同含水率条带煤柱稳定性研究 1 2 1 1 杨永杰 ，赵南南 ，马德鹏 ，张福俊 (1 ．山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地，山东 青岛 266590 ； 2 ．济宁能源发展集团有限公司阳城煤矿，山东 济宁 272502) 摘要 煤层的富水性明显影响高应力作用下条带煤柱的稳定性，为研究含水率对条带煤柱蠕变特 性的影响，首先对不同含水率的煤样进行蠕变试验，结果表明，含水率对煤样蠕变特性具有明显 的影响，含水率越大，煤样的蠕变变形量越大，其蠕变门槛值、蠕变强度及蠕变系数越低。蠕变 试验拟合结果表明，采用改进的 Burgers 模型能够较好地描述煤的蠕变力学特性。以蠕变试验结 果为基础，采用 FLAC3D 数值模拟软件对不同含水率条带煤柱的蠕变特性及稳定性进行了模拟分 析。随含水率增大，应力峰值距煤壁距离增加，煤柱塑性区增大；同时，煤柱垂直应力变小，蠕 变变形量增大，其承载能力降低，煤柱进入长期稳定状态的时间加长。数值模拟结果表明，在其 他条件相同的情况下，煤柱含水率为 0.78% ，1.07%及 1.36%时，煤柱塑性区宽度分别为 10，12， 16 m，其进入长期稳定状态的时间分别为 18，24 及 36 个月。 关键词 含水率；蠕变试验；数值模拟；条带煤柱；稳定性 中图分类号 TD 32 文献标志码 A DOI 10.13545/ki.jmse.2016.01.007 Study on stability of strip coal pillar with different moisture content 1 2 1 1 YANG Yongjie ，ZHAO Nannan ，MA Depeng ，ZHANG Fujun (1 ．State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and Control Co-founded by Shandong Province and the Ministry of Science and Technology ，Shandong University of Science and Technology，Qingdao，Shandong 266590，China; 2 ．Yangcheng Coal Mining ，Jining Sources of Energy Development Group Co Ltd ，Jining ，Shandong 272502，China) Abstract The stability of strip coal pillar under high stress is obviously affected by water abundance of coal seam. In order to study the influence of moisture content on creep characteristics of strip coal pillar, creep tests of coal specimens w