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本文为解决近距离下行开采下层煤回采巷道变形量大,支护困难的问题,采用理论分析、数值模拟、现场实测及工业性试验等方法,对煤柱稳定性、煤柱集中应力在底板中的传递规律、近距离下煤层回采巷道布置方法及支护方案等进行分析研究,主要研究成果如下: (1)对煤柱稳定性进行分析,采用极限平衡理论及现代矿压理论推导出煤柱塑性区临界宽度及稳定煤柱最小宽度,结合付村煤矿3上煤层赋存情况及开采条件,计算出3上煤层临界塑性区宽度及最小稳定煤柱宽度的理论值。 (2)利用弹性力学理论及数值模拟方法,总结出近距离上煤层遗留煤柱集中压力在底板中的应力传递规律,并利用滑移线场理论推导出上煤层工作面采动底板损伤深度,为下煤层回采巷道的布置及支护提供了理论支持。 (3)利用FLAC3D数值模拟软件对不同巷道支护方式模型进行数值模拟,通过模拟分析巷道掘进阶段巷道围岩应力、塑性破坏区及变形量变化规律,确定付村煤矿3下煤层回采巷道需采用内错式布置,且最小内错距离为8m。 (4)利用FLAC3D数值模拟软件对不同宽度沿空煤柱模型进行数值模拟,分析回采巷道与相邻工作面相向采掘过程中巷道围岩应力、塑性破坏区及巷道表面位移量的变化规律,确定出合理的沿空小煤柱宽度。 (5)结合3下煤层回采巷道的应力及变形规律,利用预应力-让压平衡支护理论,提出了合理的支护方案(锚杆+锚索+锚网),并对支护效果进行数值模拟分析。 (6)在3下412工作面运输顺槽进行现场试验监测,结果表明本文所设计的支护方案可满足支护要求,为下煤层工作面的开采提供安全保障。