深部大倾角沿空掘巷窄煤柱数值模拟：应力分布与合理宽度研究

本文主要探讨的是深部大倾角条件下沿空掘巷技术在狭窄煤柱设计中的挑战。针对7121大倾角综采工作面，由于实际操作中难以准确确定沿空掘巷的窄煤柱合理宽度，研究者李秀山和轩召军利用FLAC3D这一强大的数值模拟软件进行了深入分析。FLAC3D是一款广泛应用于岩土工程和矿山工程的三维有限差分计算程序，它能够模拟复杂的物理现象，如应力分布和岩石力学行为。 在研究过程中，他们首先对掘巷前上区段的采空区煤体边缘进行了应力分布的模拟。结果显示，随着掘巷的临近，煤体边缘的垂直应力呈现出显著的变化趋势，即经历了一个先迅速增长然后缓慢下降的过程。这个峰值应力的区间被发现位于9到10米深度，这是一个关键的参数，因为它直接影响到巷道稳定性以及可能引发的地质灾害风险。 掘巷后，他们进一步关注了巷道周围岩石的应力状态及其可能的变形破坏特征。通过数值模拟，他们得以预测巷道施工后的岩体响应，这对于设计合理的巷道支撑结构和预防潜在的围岩垮塌具有重要意义。窄煤柱的合理宽度不仅要考虑到煤层本身的稳定性，还要考虑巷道对周围地压的控制能力，以及如何在减少资源浪费的同时确保安全作业。 这项研究的重要意义在于提供了一种定量的方法来评估深部大倾角沿空掘巷窄煤柱的合适宽度，这对于优化采矿工艺、提高生产效率以及保障矿工安全具有实际应用价值。它强调了在深部复杂地质环境下进行精确的数值模拟在现代煤炭开采中的不可或缺性，有助于推动行业标准和技术进步。未来的研究可以进一步探索不同地质条件下的类似问题，并开发更精确的模型来指导实践中的巷道设计和施工。