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摘要
针对窄煤柱沿空掘巷过程中采空区硐室充填难题，以山西经坊煤矿地质条件为工程背景，采用了FLAC3D数值模拟手段，分析了合理的煤柱尺寸和采空区硐室顶板应力分布特征，提出了采空区硐室掘砌充填工艺，制定了巷道围岩支护控制方案，进行了现场工业性试验，监测了巷道掘进过程中锚杆的工作载荷以及围岩裂隙发育特征。研究结果表明：6m煤柱内塑性区全部贯通，不存在弹性核区，煤柱内围岩具有较好的完整性。采空区水仓区域煤柱围岩裂隙发育且水仓顶板稳定性差，采用掘砌充填工艺后，巷道围岩变形量小且锚杆工作载荷仍有较大富裕系数，现场验证了掘砌充填工艺的可行性。采用掘砌充填工艺对窄煤柱采空区水仓进行二次支护，有效地控制了巷道围岩变形，缩短了煤柱尺寸并提高了煤炭开采效率，为类似工程提供了借鉴经验。
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单位中国矿业大学（北京）; 山西省长治经坊煤业有限公司; 中国矿业大学; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室
