煤矿窄煤柱沿空掘巷巷道围岩控制技术研究

苏国峰

(山西宁武张家沟煤业有限公司，山西 宁武 036700)

引 言

煤柱尺寸是影响巷道围岩稳定性的主要因素之一。煤柱尺寸的确定在巷道支护设计中具有重要意义。煤柱的荷载、煤柱的宽度和形状以及煤柱和围岩的力学特性决定了煤柱的稳定性。增大宽度后可能损失更多的煤炭资源[1-2]。如果选择较小的宽度，煤柱开裂影响安全开采，但回收的煤炭资源更多。煤的采收率与巷道变形之间存在矛盾。如何设计合理的煤柱尺寸是采矿工程中的一个难题[3-4]。

沿空掘巷掘进是地下开采巷道布置技术，沿空掘巷掘进支护的设计和施工往往是基于经验或工程类。因此，经常出现巷道造价高问题。本文根据煤矿10416工作面沿空掘巷的具体地质条件，对窄煤柱沿空巷掘进的围岩变形特征进行了分析，得出了开采后巷掘进的时间和煤柱尺寸。在现场应用了相应的巷道围岩控制技术，降低了支护和维护成本，也可用于其他巷道条件下。

1 工程背景

10416工作面是煤矿10414工作面的后继工作面，工作面沿空掘巷开挖。10416工作面走向长度为1 160 m，倾角长度为180 m。围岩物理力学参数如表1所示。

2 窄煤柱边空巷掘进围岩变形特征研究

沿空掘巷掘进使巷道置于固体煤和采空区中。如图1所示，顶板崩落特征为工作面端面折线为圆弧，形成圆弧三角形块体B。

表1 围岩物理力学参数

图1 沿空巷道与上覆岩体结构的关系

工作面开采时，原始平衡状态将受到强烈影响，主顶板岩层会产生新的破坏，新开发的A块与原有的弧形三角形B块铰接在一起。……