采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5): 1138-1150.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0433

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特厚煤层沿空掘巷煤柱宽度及围岩控制研究

陶凯1,何富连1,王德秋1,伍严灏1,张健龙1,郭明2   

  1. 1. 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京100083;2. 同煤大唐塔山煤矿有限公司,山西大同037001
  • 出版日期:2026-09-15 发布日期:2026-09-22
  • 通讯作者: 陶凯,E-mail: Tk18201271613@163.com,Tel: 18201271613
  • 作者简介: 陶凯(1999— ),男,甘肃省平凉市人,博士研究生,主要从事矿山压力与岩层控制方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52374149)

Study on coal pillar width and surrounding rock control for gob-side roadway driving in extra-thick coal seams

  • Online:2026-09-15 Published:2026-09-22

摘要: 针对特厚煤层综放开采条件下窄煤柱沿空巷道强矿压显现及围岩稳定性控制难题,以塔山矿8220工作面5220回风巷为工程背景,结合理论分析、数值模拟与现场实测,基于极限平衡理论及内外应力场理论确定煤柱的合理宽度参数,构建沿空巷道围岩变形数值模型,研究采掘过程中围岩应力演化、位移分布及塑性区扩展规律,开展巷道支护参数优化设计。结果表明:上区段工作面回采后,覆岩关键层断裂形成砌体梁结构,最小煤柱宽度为7.15 m,内应力场范围为15.22 m,巷道宽度为5 m时最大煤柱宽度为10.22 m,最终确定煤柱宽度为8 m;数值模拟结果显示,采掘不同阶段巷道围岩应力与位移场均呈明显非对称分布,煤柱侧围岩受到的采动影响更为显著,而实体煤侧承载性能则相对稳定。基于沿空巷道围岩变形破坏特征,提出整合顶板主动支护与巷帮加固的分区非对称锚杆(索)协同支护方案,现场应用表明该方案能显著改善围岩稳定性,实现对沿空巷道全服务周期围岩稳定性的有效调控。

关键词: 特厚煤层, 沿空掘巷, 煤柱宽度, 围岩变形, 支护优化

中图分类号: