【背景】神华集团经过20余年科技攻关与工程实践，提出了矿井水井下储用的理念，首创了煤矿地下水库技术体系。作为一种新型的地下水利工程，煤矿地下水库由采空区、安全煤柱、人工坝体和取用水设施等组成。煤矿地下水库坝体由工作面开采的留设煤柱与人工坝体组合而成，坝体的主体部分为煤柱坝体，利用煤炭开采形成的安全煤柱或防水煤柱改造建设。与传统地面水库坝体仅受水压和坝体自重作用相比，煤矿地下水库坝体受力复杂。下图为煤柱坝体受力示意。

 

 

　　其受到的应力主要体现在：

 

　　(1)受到地应力作用。与地面水库坝体相比，煤矿地下水库坝体位于井下，采前处于原岩应力平衡状态，煤炭开采后打破原有平衡状态，煤柱坝体处于高地应力环境。

 

　　(2)受到矿压作用。水库坝体建成后，矿压随同层煤或不同层煤的开采而不断变化，从而对坝体稳定产生影响。

 

　　(3)受采空区垮落岩体侧向压力。开采完成后的采空区内充满从垮落带垮落的岩体，且上覆岩层在很长时期内处于运动状态，对煤柱坝体产生侧向压力，压力大小与煤层厚度及冒落带高度等因素相关。

 

　　(4)受水压作用。库内储水对坝体产生的水压作用。

 

　　(5)地震或矿震对坝体的影响作用。通常情况下，煤柱坝体在上述复杂受力状态下会因顶底板的约束而保持平衡状态。在此条件下，若发生较大强度的地震或矿震等极端情况，则该平衡状态可能会打破，从而导致坝体破坏，引发溃坝等安全事故。因此地震或矿震是影响坝体结构安全性的关键因素之一。

 

　　上述分析表明，煤矿地下水库坝体受力及其所处工况复杂。

 

【来源】顾大钊，颜永国，张勇，等.煤矿地下水库煤柱动力响应与稳定性分析[J].煤炭学报,2016,41(7):1589-1597.