水平割缝和顶板压裂复合作用下煤柱卸压效果数值模拟分析

针对多巷布置工作面回采过程中煤柱应力集中程度大、巷道变形量大的问题,采用水平割缝+顶板压裂的双重手段对煤柱和顶板进行弱化卸压,旨在降低煤柱承载的应力水平,改变应力分配比例,使应力集中区向实体煤深部转移。在对煤柱留巷侧向顶板破断结构与应力分布情况以及水平割缝和顶板压裂复合作用下的煤柱卸压机理分析基础上,以纳林河二号矿井为研究对象进行了数值模拟分析,分析结果表明:采取割缝间距2 m+临巷侧保留5 m煤柱不割方案,应力向实体煤侧转移,实体煤侧承压范围主要在1～15 m范围内,相较于未采取任何卸压措施应力降低约30%;采取超高压水力割缝+压裂断顶方案后,保护煤柱侧应力大幅降低,基本处于原岩应力状态,不存在应力集中,应力相较于未采取任何卸压措施降低47%。