近距离煤层开采区段煤柱留设研究

文/韩玉林

现代矿压理论认为，应力集中程度对巷道的矿压显现程度起决定作用，将巷道布置在煤柱下方的低应力区是实现主动控制巷道稳定性的根本途径，然而巷道布置受多方面因素影响，并不都能将巷道布置在应力降低区，这就需要研究近距离煤层煤柱在底板中的分布规律和影响范围，对下部煤层回采巷道的合理位置进行探讨，提出近距离下部煤层回采巷道的合理位置确定方法。

一、煤柱稳定性影响因素

1.煤体性质

在含节理弱面的煤柱稳定性和煤柱设计中，当抗剪强度不足时，应采取调整煤柱位置、加大煤柱宽度和进行充填等措施，提高煤柱的承载能力和稳定性。由于煤体中结构面的存在，使煤体与煤块的力学特性之间有很大的差异，结构面对煤柱强度的影响主要表现为造成煤柱强度的各向异性和煤柱强度的降低。

2.围岩对煤柱的影响

顶底板对煤柱具有端面摩擦效应，在相对煤柱较为坚硬的顶底板条件下，它起到加强煤柱稳定的作用。但是相对松软的顶底板条件下却会大幅度地削弱煤柱强度和稳定性。因此，在松软顶底板条件下的煤柱设计时，应考虑因顶底板对煤柱的摩擦作用产生拉应力而增加的煤柱屈服区宽度。图1为煤柱顶底板岩层应力分布情况。

Ⅰ—残余破坏区；Ⅱ—承载软化区；Ⅲ—局部破坏区；Ⅳ—弹性区；Ⅴ—原始应力区

3.宽高比的影响

根据国内外研究的结果和经验数据可知，煤柱强度和压缩变形变化的总趋势是随煤柱宽高比增大而增大的。……