留底煤工作面巷间煤柱尺寸优化与稳定性分析

"留底煤掘进双巷布置大采高工作面巷间煤柱尺寸优化研究" 本文主要探讨了在大采高工作面采用留底煤掘进双巷布置时，如何合理确定巷间煤柱的尺寸以确保工作面的安全、高效与稳定。研究以某一矿井122106大采高工作面为实例，该工作面包括胶运巷和辅运巷，其间设置了护巷煤柱。通过对工作面地质条件的现场调查和巷道围岩地质力学参数的原位测试，作者陈跃朋估算出了煤柱的极限强度和合理的煤柱宽度范围。 煤柱的极限强度被认为是保证其稳定性的关键指标，经计算得到约为50.48 MPa。在此基础上，通过数值模拟方法，研究了不同宽度煤柱在二次回采阶段对巷道围岩和煤柱自身应力、位移以及塑性破坏的影响。研究发现，合理的煤柱宽度应介于19.24米至29.28米之间。当煤柱宽度为20米时，塑性破坏区域分为两个独立的部分。 进一步的分析显示，随着煤柱宽度的增加，接续面回采对上个工作面煤柱的应力影响逐渐减小，主要影响集中在其自身一侧。在煤柱附近，顶板和帮部的变形明显，最大垂直位移出现在巷道肩角，导致顶板不均匀下沉。煤柱的核心区域内，垂直应力保持在低于其极限强度的水平，从而保证了煤柱的稳定性。然而，煤柱的最大垂直应力主要集中在两侧，靠近采空区的位置，中部存在应力下降区域，这是煤柱应力分布的一个显著特点。 选择合适的巷间煤柱尺寸对于控制大采高工作面的开采风险至关重要。通过对煤柱强度的估算和数值模拟，可以为实际工程提供科学的煤柱设计依据，有效防止巷道失稳，降低事故风险，提高煤炭开采的安全性和经济效益。此研究对于指导类似地质条件下的大采高工作面巷间煤柱设计具有重要的实践意义。