8m煤柱宽度优化：数值模拟与支护策略对动压沿空掘巷的影响

本研究主要探讨了动压沿空掘巷煤柱宽度对巷道围岩稳定性的影响以及相应的支护方案设计。通过FLAC3D软件对三种不同煤柱宽度（4米、6米和8米）进行了数值模拟，重点分析了垂直位移、水平位移和塑性区分布。研究发现，煤柱宽度为8米的方案在巷道围岩的变形控制方面表现最优，其围岩垂直位移和水平位移最小，塑性区范围也相对较小。因此，建议将煤柱宽度设为8米作为该煤矿7112运输巷的留设标准。 在设计支护方案方面，针对关岭山煤业3#煤的特定围岩结构，采用了综合考虑工程类比、理论计算和数值模拟的方法。具体措施包括：顶板打4根20米×2米的锚杆，排距0.8米×1米；两帮各打3根同样规格的锚杆；顶部使用17.8米×7.3米的锚索，采用"二·二"布置，间距为1.6米×2米。同时，使用加长锚固的锚杆和跨长3.2米的11#工字钢棚进行联合支护，棚距设定为1米。这样做的效果显著，塑性区范围减小，应力集中程度降低，确保了巷道的稳固性。 结论部分强调了数值模拟在矿井设计中的重要性，结合防治水对断层煤柱留设宽度的要求，方案2的顺槽布置被证明更为合理。通过理论计算与实际模拟验证，巷道采用锚杆（索）+工字钢棚的联合支护有效地控制了塑性破坏和应力集中，实现了支护材料与围岩应力的良好耦合，满足了巷道的生产需求。 引用的文献涵盖了动压沿空掘巷、残煤复采、断层煤柱综放开采等多个领域的研究，为该领域的工程实践提供了理论依据和技术支持。整体来看，这项研究对于优化动压沿空掘巷的煤柱留设策略以及支护设计具有重要的指导意义。