以长治A煤业3#煤大采高工作面为背景,分析了沿空掘巷时基本顶的结构特性、回采巷道围岩的稳定性以及小煤柱留设的应力分布环境,针对其地质和生产条件,通过理论计算得出煤柱的最小留设宽度,利用数值模拟软件分析了不同宽度的留设煤柱在回采时的应力分布及稳定性,进而确定了煤柱的留设宽度,并采用矿压实测验证了煤柱整体保持较稳定,满足了对顶板的支撑,起到了护巷作用,不但有利于巷道的维护,而且提高了煤炭采出率,降低了支护成本,可为类似矿井提供借鉴。

为了确定昌恒煤矿4103大采高工作面护巷煤柱合理宽度,对煤柱两侧弹塑性极限平衡区进行了计算,采用FLAC3D数值模拟软件对不同煤柱宽度下巷道围岩变形量、煤柱稳定性进行了对比分析。结果表明:当煤柱宽度大于6 m后,煤柱中应力分布呈现出双峰值特征。随着煤柱宽度的增加,巷道表面位移量减小。当煤柱宽度大于8 m后,在煤柱中部出现约4 m宽的弹性核,煤柱及巷道处于稳定状态,煤柱应力峰值及巷道变形量基本不变,由此确定4103工作面合理护巷煤柱宽度为8 m。