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孤岛工作面的高强度综放开采,将面临工作面及其回采巷道应力集中程度高、顶板运动剧烈、工作面瓦斯积聚超限等一系列问题。如何合理地确定回采巷道布置系统,选择合适的回采巷道布置方式和护巷方式,使工作面和回采巷道在时间上的配合及空间上的相互位置关系科学合理,对于保证掘进、回采期间巷道稳定和工作面安全高效开采至关重要。 本文以山西潞安集团余吾煤业公司南一采区S1205孤岛综放工作面为实际工程背景,通过理论分析、数值模拟和现场监测等方法对孤岛长大综放面回采巷道布置系统及复用巷道修复技术进行了全面的研究。首先通过对孤岛综放工作面上覆围岩结构运动进行理论分析,由此确定了S1205孤岛工作面两侧采空后的覆岩结构,并确定了关键块B的相关参数。根据一侧采空煤体的弹塑性变形区分布特征,建立了工作面动态支承压力的极限平衡计算模型,推导了工作面侧向动态支承压力峰值和影响范围计算公式,通过计算确定了S1205孤岛工作面的侧向支承压力分布特征。比较分析了几种巷道布置方式和护巷方式,通过综合分析确定了S1205工作面采用单巷掘进、宽煤柱护巷的回采巷道布置系统。运用弹塑性理论推导了煤柱塑性区计算公式,根据煤柱稳定条件修正了煤柱宽度计算公式,并运用FLAC3D数值模拟软件对护巷煤柱宽度进行了进一步研究。通过理论计算和数值模拟最终确定S1205工作面护巷煤柱宽度为35米。在确定工作面回采巷道布置系统的基础上对工作面设计采用Y型通风方式,分析其通风适应性良好。在现场调研复用巷道S1206进风顺槽变形破坏情况的基础上,对动压巷道的变形与破坏特征进行了总结,分析了S1206进风顺槽破坏机理,并最终提出了施工方案、支护参数和施工工艺等巷道修复方案。最后,在现场进行了矿压监测,矿压监测结果显示,修巷取得了较好的效果,回采巷道布置系统可以保证回采巷道在掘进期间的稳定,而且该回采巷道布置系统取得了较好的技术经济效益。