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高瓦斯矿井孤岛工作面沿空掘巷煤柱宽度研究
摘要：
本论文主要研究了高瓦斯矿井孤岛工作面沿空掘巷煤柱宽度的问题。首先介绍了高瓦斯矿井的特点和孤岛工作面的构造，然后阐述了沿空掘巷煤柱宽度的重要性，以及影响煤柱宽度的因素。接着介绍了目前常用的煤柱宽度计算方法，以及井下测量煤柱宽度的探测技术。最后针对高瓦斯矿井孤岛工作面沿空掘巷煤柱宽度的实际问题，提出了优化措施，以减少煤层破断和煤尘爆炸事故的发生。
关键词：
高瓦斯矿井，孤岛工作面，沿空掘巷，煤柱宽度，煤层破断，煤尘爆炸
一、引言
高瓦斯矿井属于危险矿井，瓦斯爆炸和煤尘爆炸的风险极大。孤岛工作面是高瓦斯矿井中一种常用的采煤方法，其特点是多次进退，局限性较强，煤柱宽度的大小有直接影响到井下安全生产。沿空掘巷是孤岛工作面的关键构造之一，其煤柱宽度的大小对于采掘工作面的稳定性和井下瓦斯浓度都有很大的影响。因此，本论文主要研究高瓦斯矿井孤岛工作面沿空掘巷煤柱宽度的问题，以期为井下生产提供有益的参考。
二、高瓦斯矿井孤岛工作面的构造
孤岛工作面是高瓦斯矿井中常见的工作面类型。其结构主要包括主采煤面、割煤机、综采机、支撑和运输等组成部分。孤岛工作面中的主采煤面是煤矿的主要掘进方向，割煤机是主要的煤矿机械设备，综采机主要用于采集落煤，支撑则用于支撑巷道等地方。孤岛工作面的运输主要通过输送带和人工车辆等方式实现，其煤炭的生产也是通过不停地进退而实现的。
三、沿空掘巷煤柱宽度的重要性
沿空掘巷煤柱宽度的大小直接关系到高瓦斯矿井孤岛工作面的安全稳定。当煤柱宽度过小时，采孤岛工作面中割掉的煤层厚度就会减少，煤层的强度也会下降，导致煤层破断的几率增大。如果煤层破断，会导致落煤、坍塌等严重后果，同时也会增加瓦斯浓度，增加煤炭爆炸的风险。但如果煤柱宽度过大，一方面会浪费煤炭资源，另一方面也会增加瓦斯爆炸的风险。
四、影响煤柱宽度的因素
1.煤层的厚度和倾角。
2.工作面的采高和采宽。
3.工作面所处的地质条件和煤层结构。
4.工作面的支护形式和支撑的强度。
5.煤柱的基础状态和地应力的大小。
五、煤柱宽度计算方法
目前常用的煤柱宽度计算方法主要有两种，即煤柱力学计算法和概率分析法。其中煤柱力学计算法是利用煤柱力学模型，计算采掘工作面中煤柱的应力、变形和破坏形式等参数，以确定煤柱合理的宽度。而概率分析法则主要是以统计分析的方式，确定煤层破坏的概率和煤柱合理的宽度。
六、井下测量煤柱宽度的探测技术
井下测量煤柱宽度的探测技术主要有激光探测法、光纤测温法和超声波探测法等。其中激光探测法是以激光束为基础的无损检测技术，适用于测量煤柱的宽度和巷道的形态等参数。光纤测温法则是以光纤传感器为基础，通过温度测量原理，实现对煤柱破坏情况的监测。超声波探测法则是利用超声波技术，通过对煤柱的回声信号进行分析，确定其破坏程度和煤柱宽度等参数。
七、优化措施
1.加强对孤岛工作面沿空掘巷煤柱宽度的监控和管理，及时排查煤柱宽度异常的情况。
2.采用科学的煤柱计算方法，合理确定煤柱宽度。
3.严格控制孤岛工作面瓦斯浓度，采用防爆电器和道路喷水等防范措施，防止瓦斯爆炸和煤尘爆炸等事故的发生。
4.增加井下通风量，保持井下空气流通，减少煤尘的积累和煤尘爆炸的风险。
5.加强对工作人员的安全教育和培训，提高其安全意识和自我防护能力。
八、结论
高瓦斯矿井孤岛工作面沿空掘巷煤柱宽度的大小对井下生产和安全生产都有重要的影响，需要采用科学的方法进行煤柱宽度的计算和监测。同时需要加强井下安全监控和管理，并采取有效措施，控制瓦斯浓度和煤尘的积累，确保井下的安全生产。