大采高综采煤柱留设试验研究：三维应变监测与FLAC3D模拟

"基于三维应变动态监测的大采高综采面区段煤柱留设综合试验研究 (2014年)" 这篇论文深入探讨了在大采高综采（全机械化开采）工作面中，如何合理设定区段煤柱宽度的问题。通过理想弹塑性力学理论的计算、FLAC3D数值模拟以及多个矿区的实际工程经验，作者们对宁夏东部（宁东）试验矿井的40米煤柱宽度进行了评估，发现这一宽度可能过于保守。研究表明，40米宽的煤柱内部存在一个低应力增量的弹性核区，这一区域对于巷道的布置较为有利，因为应力相对较低。 为了进一步验证这一理论，研究团队进行了一系列现场综合试验。试验中，他们监测了16组空心包体在受到工作面采动影响前后的三维应变实时增量，并对比了10米和20米两种不同煤柱宽度试验巷道的围岩应力和变形动态变化。结果显示，工作面的侧向支承压力对煤柱的影响范围约为45米，随着开采的推进，40米煤柱内的应力峰值逐渐从侧壁向深处转移，第一主应力增量也随之衰减。此外，试验还发现，10米煤柱宽度的巷道平均变形程度小于20米煤柱巷道，表明更窄的煤柱可以降低巷道的变形风险。 综合理论计算与井下试验数据，研究者确定了试验工作面特定区段煤柱设计的合理宽度范围为8.9米至12.5米。这一发现对于类似地质条件下的区段煤柱宽度设计提供了重要的经验和指导，有助于优化煤柱留设方案，提高煤矿的安全性和经济效益。 关键词涉及大采高综采技术、煤柱留设策略、数值模拟方法（如FLAC3D）、空心包体监测技术以及试验研究方法。这篇论文的贡献在于将理论分析与实际试验相结合，为解决复杂采矿环境下煤柱设计问题提供了新的思路和科学依据。