现代矿业 ›› 2026, Vol. 42 ›› Issue (07): 106-112.
周广宇1 任冬冬1 王德勇1 王海亮1 魏文辉1 蒋长宝2 吴家耀2
ZHOU Guangyu1 REN Dongdong1 WANG Deyong1 WANG Hailiang1 WEI Wenhui1 JIANG Changbao2 WU Jiayao2
摘要: 针对浅埋特厚煤层区段煤柱最优留设尺寸设计的关键问题,以新疆某煤矿综放工作 面作为工程实例,综合运用物理实验、理论推导与数值模拟等多种研究手段,对工作面煤柱宽度的 合理确定进行了系统分析。通过力学测试得到煤体抗拉强度为 0.69~0.82 MPa,抗压强度为 4.84~ 5.44 MPa,表明煤柱力学性能相对较弱。基于极限平衡理论和摩尔-库仑准则,建立了煤柱垂直应 力分布模型,经理论计算得出合理煤柱宽度为 19.04 m。采用数值模拟进一步对 14~24 m 宽度条件 下煤柱的采动响应特征进行分析。结果显示,当煤柱宽度增加至 19 m 后,煤柱应力集中现象得到 显著缓解,且内部逐渐形成稳定的弹性核区,整体力学状态趋于稳定,同时对下区段巷道围岩变形 的控制效果得到有效提升。综合分析结果表明:煤柱宽度为 19 m 时,能够有效维持回采期间巷道 围岩的稳定性。研究结论可为类似地质条件下浅埋特厚煤层区段煤柱的宽度设计提供理论支撑 与实践指导。