煤矿区段煤柱尺寸优化与数值模拟研究

摘要

留设合理尺寸的区段煤柱是保障巷道围岩稳定、工作面安全高效回采的关键措施。因此,合理留设区段煤柱对矿井的安全高效和绿色开采具有重大意义。本文以某煤矿首采面为研究背景,采用现场实测手段结合安全系数分析法以及极限平衡理论对两种煤柱尺寸理论进行分析,最后结合数值模拟分析,研究不同位置的应力分析以及分布特征。研究结果表明:①利用安全系数法和极限平衡理论计算的合理煤柱范围为18.68~24.17m。②采用数值模拟分析出煤柱应力分布规律,20m宽度煤柱就有富裕的承载能力。③结合周边矿井煤柱留设情况工程类比,综合比较得出,某矿井首采面区段煤柱合理尺寸20m。