在储库群的实际运营过程中，注采气同步条件下，由于矿柱处于对称位置，滑移风险较低，相对保持稳定。与注采气同步相比，矿柱在相邻溶腔注采气不同步的情况下的应力分布规律完全不同，并且矿柱由于左右两个溶腔的压力不同，可能出现界面滑移的风险，矿柱的稳定性大大降低，其最小安全宽度也不同。为了确定在不同步注采气条件下矿柱的最小安全宽度，本节考虑两个溶腔处于最大压差的状态，即在两个溶腔开挖并保持卤水压力13.13 MPa三个月达到平衡，在随后的三个月内，左腔气压线性增大至最大气压18 MPa，右腔气压则线性降低至最小气压6 MPa，使得两腔达到最大压差12 MPa。

1.矿柱内夹层界面滑移破坏分析

初始模型（W=D）内夹层界面的应力计算结果如图7-28、图7-29所示。可以看出，矿柱垂直应力分布非常复杂，在溶腔附近盐岩和泥岩夹层受到的约束较弱，二者的应力可以经变形而得以释放，从而使得矿柱两个边缘的应力较低，而靠近对称轴较近位置的盐岩和泥岩夹层由于内压和溶腔开挖影响较小，应力值也较低。由于左腔气压大于右腔气压，右腔比左腔受气压影响较大，因此，右腔附近应力明显高于左腔。水平切应力的分布与垂直应力相似，但由于左腔和右腔气压对矿柱的作用方向相反，因此，切应力在两腔附近的符号相反。由于右腔切应力比左腔高一个数量级，而两腔的垂直应力处于同一量级，可以看出，气压低的右腔一侧发生滑移的风险大于左腔一侧。夹层下界面的极限最小内摩擦角，如图7-30所示。右腔附近的极限最小内摩擦角峰值明显大于左腔，故其滑移的风险也较大，因此在不同步气压条件下，只需对气压较低的溶腔附近的滑移提出限制即可，作为本例，界面的内摩擦角只需大于其峰值7.89°，界面即可保持稳定。

图7-28　D=W，夹层界面法向应力曲线

图7-29　D=W，夹层界面切应力曲线

图7-30　夹层界面极限最小内摩擦角曲线

图7-31、图7-32给出D=2W和D=3W时，夹层界面极限最小内摩擦角曲线。可以看出，随着矿柱宽度的增加，对称轴附近由于受到围岩气压的影响减小，其附近的极限最小内摩擦角逐渐减小，滑移风险降低，但是在围岩附近的峰值却有所增加，围岩处滑移的风险略微变大。

图7-31　D=2W，夹层界面极限最小内摩擦角曲线(www.daowen.com)

图7-32　D=3W，夹层界面极限最小内摩擦角曲线

2.矿柱内夹层界面材料破坏分析

从本书7.3.2节已知，夹层界面上，单元破坏通常发生在围岩附近，且泥岩单元比盐岩单元安全系数低，破坏范围广，该泥岩夹层属于软弱夹层，因此，只需对泥岩单元的破坏提出限制即可。图7-33给出了D=W时，最大压差情况下的泥岩单元安全系数分布。可以看出，由于左腔气压大于右腔气压，对称轴左侧的安全系数明显高于右侧，左右两腔附近均出现了泥岩破损，左腔的泥岩破损长度达到5 m，右腔达到10 m，达到了矿柱宽度的25%，左腔的破损范围小于右腔。建议增大矿柱宽度。图7-34、图7-35给出了D=2W，D=3W时，泥岩单元安全系数曲线，当矿柱达到3W时，泥岩单元安全系数均大于1，由此可认定矿柱的安全宽度大于3W。

图7-33　D=W，夹层界面泥岩单元安全系数SF曲线

图7-34　D=2W，夹层界面泥岩单元安全系数SF曲线

从图7-25和图7-33对比分析可以看出，当D=W时，不同步注采条件下，右腔附近泥岩单元的安全系数明显低于同步注采条件下的安全系数，且破损范围也从矿柱宽度的18%扩大至25%。但当D=3W时，两腔气压的差异对泥岩单元的安全系数以及破损长度影响迅速减弱，两种注采条件下，推荐的矿柱安全宽度相同。同时，不同步注采比同步注采需要多考虑界面滑移的风险，根据界面内摩擦角的大小再次确定矿柱的最小安全宽度。

图7-35　D=3W，夹层界面泥岩单元安全系数SF曲线