。1006。 北京科技大学学报 2006年第11期 煤柱 1151(3)回风顺槽 工作面侧 20 96 7 一工作面推进方向 ■KSE-Ⅱ-】型钻孔应力计：数字表示应力计距煤壁距离（单位：m) 图1测点布置示意图 Fig.I Sketch map of survey stations 测点距巷道上帮距离 10r 一m 8 85m 6 6 距工作面距离 量--60m -*--40m t-25m 0--15m o--10.8m-e--5m 0120-0080-6040-200 3 4 距工作面距离/m 距巷道上帮距离/m (a) (b) 图2煤柱内煤体应力变化曲线.(a沿走向：(b)沿倾向 Fig.2 Stress variation curves of coal pillar:(a)on the strike:(b)on the dip 表1煤柱应力沿走向分区 面回采过程中逐渐升高，在距工作面煤壁35m的 Table 1 Stress domains of coal pillar on the strike 范围内，煤体应力上升较快直到峰值，峰值位置距 应力范 分区 范围/m k值范围 工作面煤壁约17m,随后应力急剧下降. 用/MPa 应力稳定区(A区) >91 440-53610-12 表3巷帮实体煤应力变化特征 Table 3 Stress characteristics of coal beside roadway on the strike 应力缓慢升高区(B区)91-38.75.26-7.441.18-163 应力明显升高区(C区)387-108609-&491.42-186 初始应 最大应 峰值的 最大 测点 力/MPa 应力降低区(D区) <10.8467-8491.86-106 力/MPa 位置/m k值 11m 5.46 11.13 16 190 注：k为应力计测试值与其初始值之比. 14m 612 120 152 1.96 表2煤柱应力沿走向变化特征 17m 634 1092 202 1.72 Table 2 Stress characteristics of coal pillar on the strike 平均值 597 11.35 17.1 1.86 初始应 最大应 峰值位 最大 测点 力/MPa 力/MPa 置/m k值 3 数值模拟 3m 456 849 9.0 1.86 5m 440 7.09 126 1.61 3.1模拟模型的建立 综合 448 7.79 10.8 1.75 数值模拟(FLAC3D)采用莫尔-库仑屈服准则 判断岩体的破坏，应变软化模型反映煤体破坏后 14r 随变形发展而残余强度逐步降低的性质.模型走 12 10 向长500m,倾斜宽600m,高为314.17m,共有 95332个三维单元，112739个结点.模型侧面限 测点距风巷下帮距离 4 4-11m 制水平移动，模型底面限制垂直移动，模型上部施 2 日14m 女17m 加垂直载荷模拟上覆岩层的重量.依据工作面地 80 -60 0 -20 0 质条件，分别模拟煤柱宽度为3,5,7,10,15和 距工作面煤壁距离/m 20m时围岩应力分布情况. 图3。巷帮实体煤应力沿走向变化曲线 3.2不同煤柱宽度下综放面围岩垂直应力沿走 Fig.3 Stress variation curves of coal beside roadway on the 向变化规律 他1994-2019 China Academie Joual Electron Publish图4为不同煤柱宽度下煤柱和巷帮实体煤要ki.net strike图 1 测点布置示意图 Fig.1 Sketch map of survey stations 图 2 煤柱内煤体应力变化曲线.(a)沿走向;(b)沿倾向 Fig.2 Stress variation curves of coal pillar:(a)on the strike ;(b)on the dip 表 1 煤柱应力沿走向分区 Table 1 Stress domains of coal pillar on the strike 分区 范围/m 应力范 围/ MPa k 值范围 应力稳定区(A 区) >91 4.40 ～ 5.36 1.0 ～ 1.2 应力缓慢升高区(B 区) 91 ～ 38.7 5.26 ～ 7.44 1.18 ～ 1.63 应力明显升高区(C 区) 38.7 ～ 10.8 6.09 ～ 8.49 1.42 ～ 1.86 应力降低区(D 区) <10.8 4.67 ～ 8.49 1.86 ～ 1.06 注:k 为应力计测试值与其初始值之比. 表 2 煤柱应力沿走向变化特征 Table 2 Stress characteristics of coal pillar on the strike 测点 初始应 力/ MPa 最大应 力/ MPa 峰值位 置/ m 最大 k 值 3 m 4.56 8.49 9.0 1.86 5 m 4.40 7.09 12.6 1.61 综合 4.48 7.79 10.8 1.75 图 3 巷帮实体煤应力沿走向变化曲线 Fig.3 Stress variation curves of coal beside roadway on the strike 面回采过程中逐渐升高, 在距工作面煤壁 35 m 的 范围内,煤体应力上升较快直到峰值,峰值位置距 工作面煤壁约 17 m ,随后应力急剧下降 . 表 3 巷帮实体煤应力变化特征 Table 3 Stress characteristics of coal beside roadway on the strike 测点 初始应 力/ MPa 最大应 力/ MPa 峰值的 位置/ m 最大 k 值 11 m 5.46 11.13 16 1.90 14 m 6.12 12.0 15.2 1.96 17 m 6.34 10.92 20.2 1.72 平均值 5.97 11.35 17.1 1.86 3 数值模拟 3.1 模拟模型的建立 数值模拟(FLAC 3D)采用莫尔-库仑屈服准则 判断岩体的破坏, 应变软化模型反映煤体破坏后 随变形发展而残余强度逐步降低的性质 .模型走 向长 500 m , 倾斜宽 600 m , 高为 314.17 m , 共有 95 332个三维单元 , 112 739 个结点.模型侧面限 制水平移动,模型底面限制垂直移动,模型上部施 加垂直载荷模拟上覆岩层的重量 .依据工作面地 质条件 , 分别模拟煤柱宽度为 3 , 5 , 7 , 10 , 15 和 20 m时围岩应力分布情况. 3.2 不同煤柱宽度下综放面围岩垂直应力沿走 向变化规律 图 4 为不同煤柱宽度下煤柱和巷帮实体煤垂 · 1006 · 北 京 科 技 大 学 学 报 2006 年第 11 期