煤柱下高应力区煤巷矿压显现原因及控制技术

冯智杰

（山西世德孙家沟煤矿有限公司，山西 保德 036600）

1 工程地质条件

孙家沟煤矿13313 工作面北部距原同保煤矿准备巷50 m，南部为13#煤北回风巷，西部为尚未开采的13#煤层，东部为13311 综放工作面（工作面巷间保护煤柱宽25 m）。13313 工作面上方是11107工作面采空区，11107 工作面已于2016年底回采完毕，停采线距13#煤北回风巷200 m，13313 工作面与11107 工作面几乎完全重叠，两者垂直距离为17 m左右。13313 进风巷左帮上方为11107 工作面采空区煤柱 （煤柱宽30 m），13313 进风巷为留顶煤巷道，顶煤厚度10 m左右。

该工作面所采煤层为13#煤层，易自燃且煤尘有爆炸性。13313 进风巷走向长1 620 m，已掘进1 100 m左右，巷道地面标高+1 050～+1 100 m，井下标高+800～+840 m，平均埋深约250 m。13313进风巷平、剖面布置见图1。

图1 13313 进风巷平、剖面布置

2 局部异常矿压显现及原因分析

2.1 异常矿压显现

13313工作面进风巷走向总长1 620 m，已累计掘进1 100 m左右，由于13#煤与上方11#煤垂距17 m左右，最近处仅有9 m，且13313 进风巷正好处于上方11#煤工作面采后遗留煤柱边缘。采用FLAC3D数值分析方法对煤柱作用下，13313 进风巷受力状态进行分析，建模过程及模型参数详见文献[1]，限于篇幅，本文不再赘述。受遗留煤柱下方高应力区等影响，13313 进风巷在使用高预应力锚杆（索）联合支护后，局部仍出现异常矿压显现，见图2，主要表现为底鼓、两帮移近、W钢带弯折、锚索破断等[2]。

图2 煤柱载荷作用下区域垂直应力分布（单位/MPa）

（1）13313 进风巷多处出现底鼓和两帮移近现象，严重部位两帮移近量在200 mm左右，底鼓量达到600 mm。

（2）630～650 m里程范围多处顶板出现W钢带弯折现象，见图3。

图3 顶板W 钢带弯折

（3）900～930 m里程范围多处顶板出现锚索断裂现象，见图4。……