煤柱下底板偏应力区域特征及案例

选取某煤矿近距离煤层为工程背景，采用flac3d模拟了8#煤层残余煤柱底板偏应力场分布特征。结果表明：（1）底板的偏应力呈扩散状向底板传递，距离煤柱越远扩散范围越广，煤柱边缘偏应力呈45°向底板传播；（2）煤柱较窄时，中线和边缘处偏应力影响深度浅，随煤柱宽度增加，底板偏应力变化和影响深度较大，当煤柱宽度足够大时，影响深度又变浅，中部趋于原岩应力；（3）同一水平面上，偏应力呈马鞍状分布，随煤柱宽度增加，煤柱中线处和边缘处偏应力经历了先增大后减小的过程，煤柱边缘处偏应力峰值位置变化不大；（4）同一煤柱宽度，煤柱边缘偏应力峰值向深部递减且趋势减慢，同时，峰值远离煤柱且趋势加快。在自由边界受均布载荷、底板垂直应力、水平应力、切应力解析解的基础上，推导了底板偏应力解析公式，解析与模拟结果基本吻合。具体到该工程的地质条件，9205轨道巷距离煤柱边缘20m、9205回风巷在煤柱边缘、9205运输巷在煤柱中线处，9205轨道巷维护效果最好，证明了内错式巷道且距离煤柱足够远时，偏应力较小，宏观应力环境更适合巷道围岩自稳。