摘要： 以同忻煤矿采矿地质条件为研究背景,采用理论分析、物理模拟和现场实测相结合的方法,建立了过煤柱特厚煤层开采“动-静”载荷组合作用力学模型,对比有煤柱和无煤柱条件下覆岩破断规律及煤柱对裂隙演化的影响,分析了不同宽度煤柱和高位关键层破断位置对裂隙演化的影响,揭示了过煤柱工作面开采水气下泄主通道形成机理。结果表明:高位关键层对覆岩破断和裂隙场演化有控制作用,其破断失稳后煤柱下方岩层受静载和动载双重载荷,易形成错动贯通型主破裂通道;高位关键层受煤柱集中应力影响发生提前破断,高位关键层破断后形成向上发育的主破裂通道,与煤柱底部两侧下方的破坏滑移面导通时,将发生采空区水气下泄;通过数值对比分析得到煤柱宽度越大,越不容易形成贯通的裂隙通道,高位关键层破断位置在煤柱左侧10 m时,底板滑移面与采动破裂面相交,更易形成贯通型裂隙通道;划分了不同推进阶段的水气下泄危险区域,提出了采用正压通风治理有害气体下泄的技术,保障了上覆煤柱下特厚煤层安全回采。研究成果可为大同矿区类似工作面过煤柱治理水气下泄提供参考。

关键词: 特厚煤层, 上覆煤柱, 高位关键层, 裂隙演化

中图分类号: 

• TU 45