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煤柱区矿压规律的实测分析
一、煤柱区矿压现状
煤炭是我国能源的重要组成部分，也是国民经济发展不可或缺的基本原料。煤炭资源储量与开采程度的增加导致采矿深度加深，矿井工作面的开采面积和工作高度增加，使得采空区、支柱及煤柱塌陷引发的矿压灾害日益严重。目前煤矿的矿压灾害已成为煤炭生产的主要安全隐患之一。煤柱区矿压是造成煤矿井下生产安全事故的主要原因之一，而煤柱区矿压规律的深入研究对于煤炭产业的安全生产和煤炭资源的合理利用具有十分重要的意义。
二、煤柱区矿压产生原因

煤体是一种具有非线性或弦性质的多孔介质，煤体的伸缩性能差，当煤矿工作面向下发展时，采空区体积增大，围岩形成弯矩压强增大，煤柱所承受的载荷增加，引起煤柱产生不均匀收缩，煤柱区发生塑性变形。

地质构造会影响煤柱区矿压的发生，煤层厚度、倾角、岩性、构造特征等因素会导致区间应力场的不均匀分布，进而影响煤柱区围岩的变形和破裂，增加煤柱区矿压和变形的难度和危险。

支护措施直接影响了煤柱区矿压的大小和变形规律，煤柱区支护不足或支护强度低会导致煤柱过早地发生塑性变形或破坏，并失去对采空区的支撑。
三、煤柱区矿压规律研究

利用煤矿采煤工作面及其周边煤柱区温度、应力、变形、位移等实测数据，进行分析和计算，得出了煤柱区矿压规律的显著特征：
（1）煤柱区的应力变化量随着煤柱中心到一定位置（通常20-30m）时负应力出现转折，以负应力为主，即为减小趋势；
（2）煤柱区变形主要由水平变形与垂直变形组成，变形量随着采距的增大而增大；
（3）煤柱内部应力随着采煤时间的推移有所增加，沉降量也随之增大，数量较大的煤柱会因为内部应力或受外界影响而发生不同程度的破坏。

数值模拟分析是煤柱区矿压规律研究的重要手段之一。基于煤体黏塑性本构模型建立煤柱区的三维有限元模型，模拟研究煤柱区在不同采动条件下的应力分布、变形和破坏规律，并发现了一定的规律性：
（1）采动时间越长，煤柱区内部的应力越大，沉降量也越大；
（2）有效支护可以减少煤柱区的变形和破坏，保障采煤安全；
（3）煤柱区的应力分布、变形和破坏具有一定的空间分布规律，呈现出明显的对称性。
四、煤柱区矿压防治对策

提高支护强度是防治煤柱区矿压的重要措施之一。在煤床厚度和产煤条件不变的情况下，选用强度高、韧性好的支护材料，抬高支架实现煤柱的支撑，可以有效减轻煤柱的应力和变形，避免煤柱永久沉降或塌陷，保证采煤安全。

煤柱区矿压防治的重点在于避免煤柱区的过度变形和破坏。合理设计采动方案和采煤参数，控制采动速度和采深，减少对煤柱区的影响，合理布置采空区和支柱，保证煤柱区的稳定，避免引起煤柱区塌陷。

综合治理措施是防治煤柱区矿压的重要保证。采用合理的采空区充填材料，提高采空区搬运量和充填密度，实施覆盖层加固和增加加固点等综合治理措施，大大提高了煤柱区的稳定性和抗压承载力。
五、结论
煤柱区矿压规律的实测分析揭示了煤柱区矿压的主要形成原因和变形规律，为煤柱区的防治提供了基础数据和科学依据。在工程实践上，通过提高支护强度、合理设计采动方案和采用综合治理措施等手段，可有效保证煤柱区的稳定，提高采煤安全和煤炭生产效益。