FLAC3D模拟研究：孤岛工作面沿空掘巷煤柱宽度优化

"孤岛工作面沿空掘巷合理煤柱宽度设计" 本文主要探讨的是在孤岛工作面的开采中如何确定合理的煤柱宽度，以确保巷道的安全和提高资源利用率。作者徐慧刚通过研究阳煤寺家庄矿15106工作面的情况，该工作面两侧15104和15108已采空，形成了孤岛工作面。为了找到合适的煤柱宽度，研究者进行了现场煤岩样测试，获取了煤层和顶底板的力学参数。 借助FLAC3D软件，作者分析了15106工作面前的应力分布特征，并研究了在不同煤柱宽度条件下，巷道掘进期间煤柱内的应力变化以及巷道围岩的变形情况。结果显示，在煤柱未被开掘之前，煤柱内的应力呈现"马鞍形"分布，即在距离采空区边缘0~10米范围内存在一个应力降低区，而应力峰值位于距离采空区边界约25米的地方。基于这些数据，研究建议将巷道布置在应力降低区内，煤柱宽度设定为7米。 现场试验验证了这一设计方案的可行性，顶底板的平均移近量为72毫米，两帮的平均移近量为251毫米，证明了煤柱宽度为7米的效果良好，既保证了巷道的稳定性，又减少了资源的浪费。 孤岛工作面开采中的一个重要问题就是巷道维护，传统的宽煤柱策略虽然可能保障安全，但会导致资源回收率下降，且宽煤柱易储存弹性能，增加煤与瓦斯突出的风险。沿空掘巷技术通过设置较窄的煤柱，有效解决了这些问题，提高了安全性与经济效益。 在地质条件方面，寺家庄煤矿主采15#煤层，15106工作面东西两侧分别邻近两个采空区，推进长度1700米，宽度300米，采用综采放顶煤的采煤方法。通过数值模拟的方法确定了15106工作面回风巷沿空掘巷的煤柱宽度，这一研究对类似条件下的孤岛工作面开采提供了有价值的参考。