高瓦斯矿井沿空留巷充填墙体优化研究：宽度模拟与安全分析

"长壁工作面沿空留巷充填墙体宽度模拟研究-论文" 这篇论文主要探讨了在高瓦斯矿井中应用沿空留巷技术来解决工作面上隅角瓦斯问题。研究以山西大同唐山沟煤矿N8205工作面的工程地质条件为基础，采取了多种研究方法，包括现场调研、实验室测试、理论分析、数值模拟以及现场矿压观测，以确定沿空巷道充填墙体的最佳宽度。 研究中发现，膏体充填材料在养护7天时强度增长迅速，其单轴抗压强度达到最终强度的74.8%。通过建立三维数值模型并进行修正，模拟结果与现场实测的采空区侧向支承应力和轨道平巷围岩移近量的误差较小，表明该模型的可靠性。 在不同充填墙体宽度的条件下，研究了沿空巷道围岩的锚杆锚索轴向力、变形量及塑性区的演化规律。结果表明，适当宽度的充填墙体能够提供合理的受力环境，且剩余横截面能满足试验现场的瓦斯抽放和回风需求。具体来说，最佳的充填墙体设计宽度为2.5米。 本研究中的数值模拟是基于特定的本构模型，该模型能够更准确地反映矿井岩体的行为。矿压观测数据的对比分析进一步验证了模型的准确性。这些发现对于高瓦斯矿井的安全开采和瓦斯管理具有重要意义，可以优化沿空留巷技术的应用，减少上隅角瓦斯积聚的风险，同时确保巷道结构的稳定性。 关键词涵盖的领域包括高瓦斯矿井的安全管理，沿空留巷技术的应用，充填墙体的设计，数值模拟方法的运用，本构模型在地质力学中的角色，以及矿压观测在工程实践中的价值。这些关键词揭示了研究的核心内容，即通过科学手段解决高瓦斯矿井的通风和安全问题。 这篇论文由高玉龙撰写，他是采矿工程师，专注于煤矿安全生产和综采管理。研究得到了国家自然科学基金的支持，这表明其研究质量受到国家级科研机构的认可。通过这项工作，我们可以期待更高效、更安全的煤炭开采方法在未来的实践中得以应用。