煤炭科学技术

作者：陈定超, 王襄禹, 柏建彪, 李梦龙, 卢建飞, 张飞腾, 孙世奇, 赵祥岍, 于洋,

关键词：迎采掘进, 沿空掘巷, 煤柱, 双屈服模型, 应变软化模型,

迎采动工作面沿空掘巷经历上工作面侧向基本顶断裂、回转、下沉全过程的全周期动压影响，巷道变形量大、维护困难。本文以温庄煤矿15105工作面为工程背景，提出在原有25 m煤柱迎采动面掘巷的基础上，沿上工作面非稳定采空区后方改变巷道掘进轨迹，将区段煤柱宽度减小至6 m，进行沿空掘巷。为了证明方案的可行性，采用FLAC3D建立数值模型，模拟了原方案与优化方案2种情况下的巷道围岩能量−应力全周期（迎15103采动工作面掘进、非稳定采空区侧巷道掘进、15105工作面回采）演化规律。模拟结果显示：① 迎15103采动工作面掘进期间，应力和能量主要集中在区段煤柱的采空区侧。② 非稳定采空区侧巷道掘进期间，与原方案相比，优化方案使6 m煤柱内部能量和应力转移至工作面煤体侧。③ 15105工作面回采期间，采取原方案时，能量和应力均向25 m煤柱回采侧集中，应力峰值达到31.2 MPa，最大能量为192.4 kJ/m3；采取优化方案时，能量和应力均向工作面实体煤侧转移，6 m煤柱具备一定承载能力，并且整个过程中应力集中程度低、能量无明显聚集，回采期间6 m煤柱内部应力峰值仅8.1 MPa，最大能量为126.7 kJ/m3。在此基础上，确定了优化方案的可靠性，并结合数值模拟结果和现场地质条件，提出将巷道分成4个区段：迎采对掘段、临空掘巷段、渐变煤柱段和沿空掘巷段，建立了巷道围岩分区控制体系，设计了锚杆、索支护参数。最终成功开展了工业性试验，现场监测结果显示各区段巷道整体控制效果良好。

来源：2025年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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