孤岛工作面沿空掘巷：4米煤柱宽度下的围岩稳定性优化

孤岛工作面是指在开采过程中，由于地质构造、矿井布局等因素形成的孤立开采区域，其回采巷道通常需要保留较大煤柱以维持矿体稳定性。然而，这种做法往往会带来煤炭资源的浪费和后续开采的复杂性。具体来说，过宽的煤柱不仅会占用大量可采资源，而且在工作面回采完成后，煤柱周围的应力分布会发生变化，可能会对邻近煤层的开采安全和底板巷道的稳定性产生负面影响。 针对这个问题，本研究以城郊煤矿2107孤岛工作面为例，通过采用先进的UDEC（Unified Deformation and Fracture Code，统一变形与破裂代码）数值模拟软件，对该工作面回采巷道在不同宽度煤柱条件下进行围岩稳定性的分析。UDEC是一种广泛应用于岩土力学和采矿工程领域的三维数值模拟工具，能够精确模拟岩石的力学行为，包括应力分布和塑性区的形成。 研究结果显示，当煤柱宽度减小至4米时，巷道周围的围岩控制达到了工作面安全生产的要求。这意味着在保持足够的稳定性的同时，可以有效地减少煤柱对资源的占用，提高资源利用率。通过优化煤柱设计，可以在满足安全和稳定性的同时，降低开采成本，提高经济效益。 此外，数值模拟的结果还揭示了煤柱宽度对应力分布和塑性区分布的影响，这对于深入理解孤岛工作面沿空掘巷的力学行为和优化支护方案具有重要的指导意义。通过这些数据，工程师们可以根据模拟结果调整巷道设计，确保在开采过程中避免不必要的应力集中，从而保障整个矿井的可持续发展。 本研究通过对孤岛工作面沿空掘巷的窄煤柱宽度进行模拟，为优化矿产资源开采提供了科学依据和技术支持，对于提升煤炭行业的开采效率和环境保护具有实际应用价值。