深埋强冲击煤层工作面区段煤柱宽度确定

石超弘，苏士杰，丁国利，于辉华，解嘉豪

(1.中天合创能源有限责任公司煤炭分公司 葫芦素煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 017300；2.中煤能源研究院防冲控水研究所，陕西 西安 710054)

区段煤柱是起支撑作用的主体结构，主要用于隔离采空区、保证相邻回采巷道围岩稳定，所以，回采巷道的变形破坏很大程度上取决于煤柱留设宽度。正确合理的煤柱尺寸可以最大限度地降低巷道围岩的应力集中程度，缓解开采过程中的冲击危险。据统计资料显示，10%左右的冲击地压事故是由于不合理煤柱宽度导致应力异常集中诱发冲击[1-7]。

国内外学者对煤柱合理尺寸的确定方法进行了很多研究，对于区段煤柱留设分以下几种：一是留设大煤柱，确保上、下回采工作面采动互不影响，但该种煤柱内存在弹性应力区、应力增高区[8]，会造成本煤层临空大煤柱巷道处于高应力区，当下伏煤层开采时应力集中程度升高、冲击危险程度上升；二是留设小煤柱[9]，但煤柱过宽可能躲不过应力增高区或是煤柱过窄起不到护巷作用，且受地质条件限制，煤柱尺寸不能完全依赖经验设定；三是无煤柱开采。文献[10-12]通过有限差分软件FLAC3D分析了工作面回采期间不同煤柱宽度下巷道围岩应力与位移演化特征；文献[13-15]采用FLAC 研究了煤柱应力、围岩变形与煤柱宽度之间的关系; 徐佑林等[16]建立FLAC3D模型分析了动压对塑性区发育范围的影响。文献[17-19] 则通过离散元软件UDEC研究了窄煤柱合理宽度以及不同区段煤柱宽度下的区段煤柱应力分布规律。……