沿空掘巷窄煤柱巷旁注浆加固的稳定性控制机理研究

本文主要探讨了在非充分稳定覆岩条件下，采用沿空掘巷方式开采窄煤柱时，巷旁注浆加固技术对其稳定性控制的关键机理。研究者通过结合现场探测与数值模拟的方法，深入分析了巷旁注浆的可行性和其对煤柱变形控制的效果。 首先，当巷道内发生动压影响时，巷道旁侧往往会被巷道上方崩落的顶煤以及排头支架上方坠入的松散煤岩体填充，形成一个自然的支撑基础。研究表明，以这种垮落的煤岩体为依托进行巷旁注浆，是切实可行的技术方案。这表明，注浆不仅能够增强岩体的稳定性，而且能有效利用巷道周围已存在的地质条件。 其次，注浆充填对窄煤柱的侧向变形控制表现出显著的阶段性效果。当注浆充填率在0%到10%之间时，由于充填较少，煤柱承受的压力较大，变形量明显；随着充填率提升至10%到20%，由于加固材料的逐渐填充，煤柱的侧向变形得到一定程度的缓解；当充填率进一步提高到20%到25%时，煤柱的变形得到有效控制，显示出注浆充填率的优化对稳定性控制的重要性。 结论指出，维持巷旁注浆充填率在20%左右是比较合理的策略，既能确保巷道的稳定，又不会过度消耗资源。这一发现对于指导实际生产中的沿空掘巷窄煤柱开采，特别是在处理复杂地质条件下的安全开采具有重要的理论和实践意义。 该研究由国家自然科学基金项目支持，作者张洪伟博士专注于矿山压力控制、高温岩石力学等领域，他的工作对于深入理解矿井开采过程中的岩体行为和优化巷道设计具有深远影响。文章的发表在《采矿与安全工程学报》上，提供了关于窄煤柱开采与巷旁注浆加固技术的重要研究成果，可供行业内的研究人员和技术人员参考和应用。