孤岛综放工作面窄煤柱优化设计：理论与实践

孤岛综放工作面沿空掘巷窄煤柱留设宽度优化设计是一项重要的矿井开采技术研究。在煤矿开采中，随着综放开采技术的发展，沿空掘巷技术被广泛应用，旨在减少煤柱损失，提高煤炭采出率。然而，对于孤岛工作面而言，由于其特有的地质条件，沿空掘巷的围岩稳定性较差，矿压显现更为剧烈，这就要求对护巷窄煤柱的留设尺寸进行精确设计，以确保巷道的稳定性和安全性。 研究人员利用理论计算、数值模拟以及现场实测相结合的方法，针对孤岛综放工作面的特点，深入探讨了不同宽度窄煤柱对巷道围岩稳定性的影响。他们基于采空区侧煤体的支承压力分布规律和沿空掘巷的力学模型，从内应力场和极限平衡理论出发，对窄煤柱留设宽度进行了严谨的计算分析。研究结果显示，合理的护巷窄煤柱留设宽度应在4.46至7.3米之间，这是一个理想的尺寸范围，既能有效控制巷道的矿压，又能保持巷道结构的稳定性。 进一步地，通过FLAC3D等数值模拟工具，研究人员对不同的窄煤柱尺寸进行了对比分析，特别是针对3204孤岛综放工作面，发现护巷窄煤柱的最优尺寸为5米。这个优化尺寸有助于减小巷道在开采过程中的变形，确保工作面回风巷道两帮的最大变形量不超过147毫米，顶底板的最大变形量控制在95毫米以内，完全满足了安全生产的要求。 这项研究对于解决孤岛综放工作面沿空掘巷中的围岩控制问题具有显著的意义，它提供了科学的窄煤柱留设宽度指导，减少了不必要的巷道维修成本，保障了矿井作业的安全性，是煤炭行业研究中的一项重要突破。通过这种优化设计，可以有效地提升煤矿开采的经济效益和安全性，推动了煤炭开采技术的持续进步。