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沿空留巷作为一种无煤柱护巷方式,符合煤炭工业走“资源利用率高、安全保障、经济效益好、环境污染少和可持续的煤炭工业发展道路”的要求,符合绿色采矿、科学采矿的发展方向。到目前为止,我国在沿空留巷理论和技术方面取得了大量成果,在薄煤层、缓斜及近水平且项底板较好的中厚煤层中得到很好的应用,而对于大倾角、急倾斜和其他复杂地质条件下的无煤柱开采技术研究还不成熟。 本文以北京吴华能源股份有限公司长沟峪煤矿安子采区北二北15槽2壁采煤工作面的实际工程情况为背景,首先理论分析了大倾角煤层开采上覆岩层运动与顶板结构演化规律,得出沿空留巷上方弧三角块是影响沿空巷道稳定性的关键块,建立了弧三角块一次破断和二次破断力学模型,推导出了影响围岩变形的三个阶段的巷旁支护阻力计算公式;再次针对现场工况提出三种沿空留巷方案,进行方案对比选择出最优的方案:基本支护选择锚网索梯联合支护,巷旁利用密集支柱加强支护,倾向自由垮落矸石堆积充填支承顶板,利用UDEC离散元模拟软件进行数值模拟分析,验证所选方案的科学性和合理性;最后进行现场试验观测,现场试验和监测数据表明,大倾角煤层开采密集支柱配合矸石垮落充填护巷技术在长沟峪煤矿安子区北二北15槽工作面取得圆满成功,所设计的支护形式和支护参数是合理的,取得了良好的技术效果和经济效益。