高应力厚煤层不同宽度护巷煤柱数值模拟研究

刘增辉^1,2，王帅帅^1,2，黄顺杰^1,2，史金伟^1,2，曾冬艳^1,2，孙梦迪^1,2，黄凯^1,2

1. 安徽理工大学能源与安全学院2. 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室

摘 要：为研究高应力厚煤层巷道掘进过程中护巷煤柱宽度留设的问题,根据掘进工作面工程地质概况,采用FLAC^3D数值计算方法对不同煤柱宽度进行模拟,研究不同宽度煤柱下的垂直应力、水平应力及塑性区分布规律。研究结果表明:煤柱宽度的留设对巷道围岩应力影响较大,留设5m煤柱,峰值应力达到43.3MPa,煤柱宽度为25m时,峰值应力为27.5MPa;巷道开挖过程中,受到压应力远大于拉应力,拉应力随煤柱宽度增加"先增后减",当煤柱宽度为15m时,压应力最大,为20.7MPa,当煤柱宽度为20m时,压应力最小,为17.7MPa;煤柱宽度小于10m,煤柱整体呈塑性状态,煤柱宽度大于10 m,弹性核区宽度随煤柱宽度增大而增大。综合考虑,留设护巷煤柱最佳宽度为20m。

关键词：高应力;厚煤层;数值模拟;煤柱宽度;峰值应力;