后堡煤业近距离下煤层巷道稳定性控制研究

李庆墅

（潞安集团蒲县后堡煤业，山西 蒲县 041200）

1 工程概况

潞安集团后堡煤业1003 工作面开采10 号煤层，工作面东侧为实体煤，西部为1005 工作面采空区，南部为井田边界，北为采区轨道巷、采区皮带巷和采区回风上山。10 号煤层标高为+1122～1177 m，平均煤层厚度2.5 m，顶板以泥岩、粉砂岩为主。工作面煤层倾角1°～5°，坚硬系数为2～3。1003工作面上方为9 号煤层，标高+1140～1170 m，煤层平均厚度为1.3 m，顶板主要以泥岩、砂质泥岩和石灰岩为主，底板以泥岩和铝质泥岩为主。1003 工作面上部9 号煤层0905、0903、0901 工作面已回采结束，9 号、10 号工作面上下位置如图1。两煤层上下平均垂直距离在10～20 m 左右。近距离下煤层开采时[1-5]，受上位煤层采空区与煤柱集中应力的影响，下煤层巷道顶板岩层破碎性增加，围岩承载能力降低，巷道围岩片帮、冒顶次数频繁，回采巷道稳定性控制效果较差。

图1 1003 工作面上下层位关系

2 1003 工作面受力分析

上位煤层进行长壁开采充分垮落后，根据滑移线理论可以将底板破坏区域划分为I 主动极限区、II过渡区、III被动极限区。随着上部9号煤层的开采，支承压力会在上方未采煤体中形成应力集中，集中后的应力通过煤体和两煤层中间岩层向下传递，引起下煤层顶板应力升高。当层间距较小时，上方应力传递后在下煤层顶板的集中程度更大，很容易造成下煤层的顶板岩层破碎。底板损伤破坏范围如图2，其中h 为底板破坏深度，x0为煤壁塑性区宽度。

图2 底板损伤破坏分析

根据图2 对上方底板应力和底板破坏范围的研究可知，底板垂直应力分布呈现扩散状曲线，随着底板深度的增加，垂直应力集中程度逐渐减小，等值线由密变疏；……