采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5): 1123-1137.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0388

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邻近工作面开采下小煤柱应力全周期演化规律及巷道围岩控制技术研究

谭雅五1,2,李英明1,2,赵光明1,2,程详1,孟祥瑞2,赵呈星2,刘少泽3   

  1. 1. 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南232001;2. 安徽理工大学矿业工程学院,安徽淮南232001;3. 中煤车家庄(兴县)煤业有限公司,山西吕梁033000
  • 出版日期:2026-09-15 发布日期:2026-09-22
  • 通讯作者: 赵光明,E-mail: 13955471006@163com,Tel: 13955471006
  • 作者简介:谭雅五(1999— ),男,安徽省淮北市人,博士,从事矿山压力与岩层控制方面的研究。
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(2023YFC2907602);国家自然科学基金项目(52174102,52474090);安徽省高等学校科学研究项目(2024AH040067)

Study on the full-cycle stress evolution law of small coal pillar and the control technology of roadway surrounding rock under the mining of adjacent working face

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

摘要: 为解决邻近工作面沿空巷道中小煤柱受多重采动叠加应力作用下围岩变形控制难题,本文以五沟煤矿1010-3回采工作面为研究对象,通过理论分析构建双采空区下煤柱应力分布、单边及双侧采空煤柱应力分布及破坏力学模型,计算分析煤柱应力叠加特征;运用数值模拟、相似模拟试验研究1010-3风巷掘进及工作面回采期间巷道变形与煤柱应力演化规律,结合现场地质条件制定围岩控制体系,并开展现场工程试验。研究结果表明:沿空掘巷小煤柱承受的荷载主要受煤柱宽度及两侧采空区倾向距离影响,双侧采空煤柱应力受两侧采空区应力叠加作用,与单边采空存在显著差异;支护前,巷道掘进完成时煤柱应力集中于前后端及掘进中部,工作面回采过程中煤柱应力呈非对称双驼峰分布,推进至120 m时,后峰变化显著,工作面回采超过140 m后应力峰值向采空区中部转移,巷道顶板变形峰值始终位于工作面推进距离的中部;支护后,煤柱应力峰值增大,但顶板位移峰值显著减小,且随着回采量增加,支护对变形的抑制效果更显著。现场应用“尺寸优化-结构补强”协同控制体系后,巷道掘进期间顶底板最大变形165 mm、两帮95 mm,回采期间顶底板最大变形599 mm、两帮496 mm,变形量处于合理范围,验证了该方案在邻近工作面多重采动条件下的有效性。

关键词: 沿空掘巷, 小煤柱, 应力叠加, 巷道控制, 相似模拟, 邻近工作面, 现场监测

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