城郊煤矿沿空掘巷窄煤柱优化设计与应力控制研究

本文主要探讨的是"沿空掘巷窄煤柱合理宽度的研究"，针对城郊煤矿中孤岛型工作面的特殊地质条件，特别是如何设计和控制窄煤柱的合理宽度，以确保巷道安全和围岩稳定性。研究者庞锦彪利用UDEC3.0数值模拟软件与极限平衡理论相结合的方法，对这一问题进行了深入的探讨。 首先，通过理论计算，依据极限平衡理论的经验公式，作者确定了沿空掘巷窄煤柱的理论合理宽度。这种宽度设计旨在减小开采活动对周边岩层的影响，维持巷道的稳定性和安全性。 其次，数值模拟是研究的核心部分。通过UDEC3.0软件，研究人员模拟了沿空掘巷的上覆岩层结构，分析了采空区侧的应力分布情况。结果显示，在实体煤一侧7米范围内，应力显著降低，表明这一区域对巷道的影响较小。同时，模拟结果指出巷道顶板上的水平应力最大值不超过8兆帕，而垂直应力保持在20兆帕左右，这些数据对于理解和控制巷道的承载能力至关重要。 具体到2107工作面的回采巷道，经过细致的模拟和分析，研究建议其窄煤柱的合理宽度应该设定在4至5米。这一结论为类似条件下的城郊煤矿孤岛工作面的回采巷道设计提供了宝贵的实践参考。 关键词如"沿空留巷"、"窄煤柱"、"煤柱宽度"和"UDEC3.0数值模拟"都是文章讨论的重点，反映了研究的技术手段和核心概念。文章的中图分类号为TD353，表明它属于技术科学的煤炭工程领域，文献标志码A则表示文章达到了学术研究的高质量标准。 这篇论文通过实证研究，为解决城郊煤矿孤岛型工作面沿空掘巷窄煤柱设计中的关键问题提供了实用的理论依据和技术指导，对于保障煤矿开采过程中的安全和资源的有效利用具有重要意义。