庞庞塔矿留小煤柱沿空掘巷技术研究与应用

闫 剑

（霍州煤电集团吕临能化有限公司庞庞塔煤矿，山西 临县 033200）

1 工程概况

庞庞塔煤矿现阶段主采的9#煤层赋存于太原组中下部，上距5 号煤层40.90～56.15m，平均50.63m，煤厚3.60～13.30m，平均11.8m，属特厚煤层。倾角3～19°，平均15°。煤层结构复杂，一般含夹矸1～4 层，夹矸厚度0.10～0.38m，夹矸多为炭质泥岩。9-303 工作面位于南三盘区中西部，南部与正在回采的9-301 工作面相邻，北侧为9-101 工作面采空区，西部为三盘区边界保护煤柱，东部为三条大巷，见图1。9-303 工作面顶底板岩层参数如表1 所示。9#煤层回采工作面间区段煤柱宽度通常为25～30m，形成大量的煤炭资源遗留在采空区无法回收。本文以9-303 工作面的运输巷为背景，对护巷煤柱的合理宽度进行研究分析，提高资源的利用率。

图1 9-303 工作面采掘布置图

表1 9#煤顶底板岩性特征表

2 煤柱宽度理论分析及计算

参考已有的相关研究成果，区段煤柱的留设宽度对回采巷道的围岩稳定性具有重大的影响[1-2]。在工作面开采引起的动压及超前支承压力影响下，区段煤柱内的损伤破坏不断累加。若煤柱宽度过小将导致煤柱丧失其原有的支承能力，巷道煤壁帮的锚杆将失效，最终导致回采巷道出现破坏失稳。因此，区段煤柱的宽度应大于极限平衡条件下的区段煤柱宽度，其合理宽度的计算模型如图2 所示。依据极限平衡理论，煤柱宽度应满足：

式中：

B-护巷煤柱极限宽度，m；

x1-临近采空区侧煤柱内塑性破坏的深度，m；

x2-煤柱侧锚杆长度，m；

x3- 煤柱内部的弹性核区，按照经验取（0.15～0.35）（xl+x2）；

式（1）中的x1计算公式如下[3-4]：

将以……