软弱夹层对煤矿主斜井围岩稳定性的影响分析

宋朝阳，纪洪广

(北京科技大学土木与环境工程学院 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083)



采选技术

软弱夹层对煤矿主斜井围岩稳定性的影响分析

宋朝阳，纪洪广

(北京科技大学土木与环境工程学院 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083)

深部煤层的开采导致上部覆岩运动与破坏，覆岩中的软弱夹层是影响井筒、硐室及地下巷道等地下工程围岩稳定的关键因素之一。针对弱胶结砂岩中软弱夹层对主斜井围岩稳定性问题，基于分层位移场的软弱夹层静力计算模型，计算得到软弱夹层各点的精确位移。采用理论分析与数值模拟的方法分析了软硬互层弹性模量之比、软弱夹层的泊松比以及软硬互层厚度之比对穿越软弱夹层的斜井围岩变形规律。结果表明：软硬互层弹性模量之比对主斜井围岩稳定性有显著影响；当k值小于0.1时，即软弱夹层弹性模量与硬层弹性模量相差一个数量级以上时，软弱夹层围岩变形显著增加，二者呈幂函数关系；随着软硬互层弹模比值的减小，软弱夹层与上下硬层之间应力梯度变化值增高，斜井顶底板在软硬层接触面变形最大；软弱夹层泊松比由0.1增大至0.4过程中，斜井围岩变形量逐渐减小，顶板位移量减小0.42m；软硬互层的厚度比越大，围岩稳定性越差，竖直方向的移近量约为两帮移近量的3倍。

软弱夹层；斜井；围岩；弹性模量；泊松比

软弱夹层是井巷围岩中的最薄弱面，软弱夹层的压缩、离层、层间错动和变形挤出等破坏现象对井巷围岩的稳定起着重要作用甚至是控制作用[1]。……