优化高瓦斯综采工作面沿空留巷充填宽度研究

"高瓦斯综采工作面沿空留巷充填体宽度优化" 本文针对潞安余吾矿区在实施高瓦斯综采工作面时遇到的问题，即巷旁充填体的沿空留巷宽度不足，导致巷道稳定性差且变形严重。作者通过理论分析和数值模拟的方法，探讨了巷旁充填体在综放尾巷留巷过程中的受力特点和变形特性。使用FLAC3D软件进行数值模拟，旨在寻找最佳的充填体宽度，以提高巷道的稳定性。 研究表明，巷旁充填体对于巷道围岩有显著的影响，它能在短时间内达到高强度和高阻力状态，同时具有良好的变形性能。这种特性使得非采煤帮、充填体和冒落矸石能够共同承受围岩的压力，从而改善巷道的稳定性。通过对不同充填体宽度的模拟，发现当充填体宽度为1.5米时，巷道围岩的应力分布最均匀，峰值应力由8.3 MPa增加到12.6 MPa，表明这个宽度下巷道的变形最小。 实测数据显示，当巷旁充填体宽度为1.5米时，顶底板的移近量分别为331.3毫米和280.7毫米，两帮的移近量分别为225.4毫米和171.7毫米。这些数据显示，巷道围岩的主要变形形式是顶板下沉，而巷道的围岩控制在此条件下基本得到满足。这一发现对于优化沿空留巷的支护设计具有重要意义，能有效降低巷道的变形，提高高瓦斯矿井的安全性。 在潞安余吾矿区，采用的是大采高低位放顶煤开采，由于开采强度大，采空区遗煤多，导致瓦斯涌出量大，上隅角和回风巷的瓦斯经常超限。为了解决这个问题，矿井采取了“阶段式沿空留巷”和“偏Y型”通风方式的煤与瓦斯共采方法，这种方法在实践中证明能够有效解决瓦斯超限和巷道稳定性问题。 然而，传统的“Y型”通风沿空留巷采用木垛护巷，存在工程量大、支护效果差的问题。因此，本文提出的充填体宽度优化策略是对现有技术的重要改进，它不仅能提高巷道的稳定性，还能减少巷道维护的工作量，降低安全事故风险，为高瓦斯矿井的安全开采提供了新的解决方案。 关键词涉及了充填体宽度、阶段式沿空留巷、峰值应力和煤与瓦斯共采，这些是本文研究的核心内容，对于理解高瓦斯综采工作面的巷道稳定性管理和瓦斯治理策略具有指导意义。