挖金湾煤矿小煤柱留设以及巷道支护设计研究

杜 益

(晋能控股煤业集团 挖金湾煤业有限公司，山西 大同 037000)

留设煤柱是矿井生产中保护巷道的常用方法，留设煤柱宽度过大浪费煤炭资源，留设煤柱过小则无法保证巷道稳定。随着煤层厚度的增加，留设煤柱造成的煤炭资源浪费大大增加，合理留设小煤柱或煤墙是解决煤炭资源浪费、提高煤炭资源回收率的重要方法，但小煤柱留设面临巷道设计、支护以及维修等一系列难题[1-5]。本文针对挖金湾矿大采高综采工作面小煤柱留设尺寸以及巷道支护问题，通过数值模拟、现场检测等方法系统研究巷道支护方案，提出相应的对策，保证巷道围岩长期稳定。

1 工程背景

山西挖金湾煤矿位于秦家山村东部，东部与8105工作面采空区相邻，南部与盘区北回风巷、主运输巷、辅助运输巷相接，西部尚未开拓，北部与张家坟村保护煤柱相邻。其中4号煤层是主采煤层，平均厚度3.52 m，该煤层的直接顶板及底板强度相对较低。工作面与相邻8105工作面中间留有40～60 m的护巷煤柱，回采巷道一般沿煤层顶底板掘进，巷道断面较大，最大断面可达30 m2，给支护带来困难。当前矿井生产存在以下技术难题。

1) 工作面巷道及围岩严重破坏，煤壁片帮致使工作面出现网兜状；底板鼓起须进行大量的返修工作；

2) 工作面推进时顶板垮落现象加剧，超前支护难以进行，顶板管理十分困难，安全隐患相对较大；

3) 护巷煤柱宽度大，煤炭资源浪费严重。

2 煤柱合理尺寸研究

2.1 煤柱应力分布规律

采……