深部开采沿空留巷充填体宽度确定及围岩控制效果分析

白清才

【摘 要】 沿空留巷开采技术具有良好的经济效益和社会效益，但随着开采深度不断延伸，留巷填充宽度的确定问题逐渐涌现。为科学解决以上问题，文章以某矿沿空留巷回采技术为依托，采用数值模拟的方法进行分析，得出填充宽度3m最佳。鉴于安全考虑现场设置填充宽度3.5m，通过施工后对巷道围岩进行考察，考察结果显示，填充宽度安全可靠。

【关键词】 沿空留巷;数值模拟;填充宽度;效果考察

【中图分类号】 TD713 【文献标识码】 A 【文章编号】 2096-4102（2021）02-0010-02

1工程背景

某矿2311工作面临近面为2309工作面，主采煤层为3#煤层，平均煤层厚度6m，面长1250m，面宽190m，采用综合机械化放顶煤开采方式，工作面平均埋深1400m。2309工作面已经采完，原工作面面长1250m，面宽200m，2309运输巷为靠近2311工作面回风巷一端。巷道布置图如图1所示。原2309运输巷宽6m，高3.5m，为半圆结构。现拟将2309运输巷进行重新支护，作为2311综放面回风巷。

2沿空留巷围岩应力分析

为确定沿空留巷的填充宽度以及填充后巷道围岩支护措施，本文进行了不填充、填充2m、填充3m和填充4m时巷道围岩应变模拟研究，采用耦合模拟软件COMSOL进行数值模拟。假设填充物均匀，填充材料均匀，所有材料的模拟均在弹性范围内，不考虑多孔介质内部渗流现象，不考虑温度对模型的力学改性现象。采用弹性固体应力模型进行模拟。煤层顶板为粉砂岩，底板为泥岩，各个岩层力学参数如表1所示。模拟结果如图2、图3所示。

图2模拟了经过10个月后，沿空留巷周围岩石应力的分布云图。假设巷道周围煤岩为弹性介质，巷道周围岩石应力为1.0×108～2.0×108Pa。……