大断面沿空留巷充填体承载特性数值模拟研究

沙曲矿为高瓦斯矿井,采用传统的U+L型通风时存在工作面瓦斯超限频发和局部瓦斯聚集的现象。为实现无煤柱开采,增加煤炭产出率,同时改善采煤工作面瓦斯聚集现象,在24207工作面进行了沿空留巷试验。本文通过理论分析,研究了沿空留巷巷旁充填体作用机理,提出了对巷旁充填体的技术要求,并建立了沿空留巷顶板力学模型,在此基础上研究确定了充填墙体的受载特性,初步确定了在试验巷道地质赋存条件下合理的充填体宽度。运用数值模拟软件FLAC3D对不同宽度充填墙体的承载特性进行了研究,通过对比分析沿空留巷墙体受力和变形情况,确定充填墙体合理宽度为3.0~4.0 m.在24207工作面胶带巷进行工业性试验后,针对巷道变形情况进行了长期的矿压观测,结果表明,巷道围岩变形得到了较好的控制,可为相似条件下沿空留巷的设计和实施提供依据。