基于三维应变动态监测的大采高综采面区段煤柱留设综合试验研究

基于理想弹塑性力学理论计算、FLAC3D数值模拟分析与多处矿区工程实践，得到宁东试验矿井现采区段留设的40m煤柱宽度明显偏大。采用现场综合试验，监测受工作面采动影响前后，16组空心包体三维应变的实时增量、不同煤柱宽度(10m，20m)试验巷道的围岩应力与变形动态变化。试验结果表明：40m宽度煤柱内存在明显的低应力增量弹性核区，该区域是巷道布置的有利位置；试验采面侧向支承压力的超前影响范围约45m，随着采面推进，本区段40m煤柱内采动应力峰值逐步由侧壁向其深处传递，第一主应力增量逐渐衰减；10m煤柱宽度试验巷道的平均变形小于20m煤柱巷道。综合以上理论计算与井下试验监测结果，确定出试验工作面特定区段煤柱设计的合理宽度范围(8.9~12.5m)，从而为类似地质采矿条件下区段煤柱宽度设计提供经验指导。