孤岛工作面窄煤柱布置优化与支护策略研究

"孤岛工作面窄煤柱布置与支护研究" 孤岛工作面是指在煤炭开采中，由于生产布局和避免开采动压影响而形成的两侧均有采空区的工作面。这种工作面对回采巷道的布置和支护带来了特殊挑战，因为煤岩体的应力分布受到煤柱宽度和两侧采动状况的影响。当煤柱宽度较小时，可能会导致过大的支承应力，从而影响巷道的稳定性和安全性，甚至引发冲击地压事故。 针对这一问题，科研人员进行了深入研究。例如，牛宗涛和郭俊的研究关注了煤柱塑性区宽度和煤柱应力对巷道布置的影响，提出非对称支护方案。桑鹏程和王彪则分析了沿空掘巷的应力分布，建议采用高强度锚杆配合大直径钻孔卸压的支护技术。邢瑞军、孟宪锐和王鹏强调了卸压在孤岛工作面安全控制中的关键作用。景林波、杨超峰和刘一博利用数值模拟方法研究了回采巷道的应力分布和围岩运动，确定了合理的窄煤柱宽度。范育青通过比较不同掘巷方案下的煤柱和围岩响应，提供了有价值的见解。陈金宇和李文洲提出用水力方法处理采空区基本顶高支承应力的问题，以提高巷道稳定性。 本文作者冯建川通过数值分析软件对不同宽度的窄煤柱进行模拟，发现在回采巷道布置后，煤柱内的应力场会发生调整，应力峰值从煤柱中央转移到两侧，应力分布形态由钟形转变为驼峰状，同时应力集中系数降低。研究发现，当煤柱宽度为4米时，巷道的稳定性显著优于3米宽的煤柱，但超过4米后，煤柱应力又会增加，因此4米被认为是孤岛工作面回采巷道的合理窄煤柱宽度。 为了适应这种环境，冯建川还确定了合适的锚网支护参数。监测结果显示，巷道能够在两个月内进入稳定状态，表明所采用的支护措施具有良好的控制效果。这些研究对于优化孤岛工作面的开采设计、提高巷道稳定性以及预防安全事故具有重要意义，并为类似工作面的支护实践提供了理论依据和技术支持。