优化沿空掘巷窄煤柱设计与围岩控制关键技术

随着煤炭资源的日益紧张和开采技术的发展，沿空掘巷已经成为提高煤炭资源回收率的有效手段之一。本研究以枣泉煤矿12203工作面为例，深入探讨了合理窄煤柱宽度的确立与围岩控制的关键技术。窄煤柱的宽度对巷道稳定性有着直接影响，因此，通过理论计算和数值模拟相结合的方法，研究人员将窄煤柱宽度确定为6米。他们以沿空掘巷围岩的大、小结构稳定性理论为基础，强调小结构与外部大结构之间的协调性对于维持巷道整体稳定的重要性。小结构的稳定性被视为沿空掘巷稳定的基石，这涉及到了围岩强度强化的概念，即通过高强度高预应力锚网索联合支护来增强围岩的承载能力。 在这个过程中，注浆加固被作为辅助手段应用到窄煤柱侧，以进一步增强岩体的完整性。注浆不仅可以提高岩体的粘结性和承载力，还能有效地防止或减缓巷道在开采过程中可能出现的局部应力集中和裂隙扩展。UDEC（Unsaturated Underground Engineering Code），作为一种常用的数值模拟工具，被用于模拟和预测巷道施工过程中的岩体行为，从而优化设计和施工策略。 研究者利用UDEC进行模拟分析，验证了这种联合支护和注浆加固措施的有效性。通过现场的工业性试验，证实了这种方法能够有效地控制巷道的变形，确保巷道在开采过程中保持稳定，从而实现高效、安全的煤炭开采。这一研究成果对于提高沿空掘巷技术在实际应用中的安全性及经济效益具有重要意义，为类似地质条件下巷道设计和施工提供了科学依据和技术指导。