针对回采工作面内区段煤柱稳定性分析定量计算难度大、直观超前预评价难实施问题,应用JW-6型地下高频电磁波CT系统,研究电磁波衰减与煤柱稳定性评价因子(煤层裂隙发育和围岩应力集中程度)相关性,并以灵东煤矿及古山煤矿为工程背景,利用高频电磁波CT技术探测分析大、小煤柱的稳定性。在此基础上,总结了基于电磁波CT技术的煤柱稳定性评价的多参量指标,建立了基于电磁波衰减特征参数指标的煤柱稳定性评价方法。研究结果表明:1)电磁波衰减系数随煤层裂隙的扩展不断增大;2)在采场围岩应力环境中,电磁波衰减系数值呈现应力集中区>应力降低区域>未采动影响区;3)对于同一性质的煤层,当煤体未发生异常破碎时,电磁波衰减系数越大,表明其所受载荷越高;4)电磁波CT技术可以较准确地实现煤柱稳定性的预测评价,煤柱稳定性预测评价因子反映在电磁波衰减特征图像上,表现为电磁波衰减异常区数目、衰减异常区的分布位置及范围、衰减异常集中系数;5)根据指数分析法确定了煤柱稳定性危险指数W,并对煤柱稳定性进行了等级划分:W≥0.75,较不稳定;0.45≤W<0.75,中等稳定;W<0.45,比较稳定。该研究结论对煤柱稳定性的超前预评价、煤柱宽度的优化具有重要参考意义。

国家重点研发计划项目(2017YFC0804301)；中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项项目(2018MS020)；