沖擊地壓礦井采區(qū)下山保護(hù)煤柱合理寬度研究

劉金海，鄭學(xué)軍，劉 虎，王 永，盧緒濤，王維斌

（1.華北科技學(xué)院 河北省礦井災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 101601；2.山東李樓煤業(yè)有限公司，山東 菏澤 274900；3.山東能源集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

0 引 言

地下煤礦常需留設(shè)區(qū)段煤柱、大巷煤柱、上山（或下山）煤柱、條帶煤柱、斷層煤柱、巷間煤柱、防水煤柱等各類保護(hù)煤柱。 保護(hù)煤柱尺寸的合理性關(guān)系到煤柱本身及相鄰巷道的穩(wěn)定性，如留設(shè)區(qū)段煤柱、條帶煤柱、大巷煤柱偏小易造成煤柱自身發(fā)生變形失穩(wěn)，而對(duì)于沖擊地壓礦井，留設(shè)的條帶煤柱偏小或區(qū)段煤柱偏大易誘發(fā)相鄰巷道發(fā)生沖擊失穩(wěn)。 近年來，我國(guó)多次發(fā)生由保護(hù)煤柱設(shè)置不合理而誘發(fā)的動(dòng)力災(zāi)害。

煤柱合理尺寸的確定是相關(guān)采礦工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容之一。 目前，有關(guān)學(xué)者主要基于煤柱彈性核區(qū)寬度及其穩(wěn)定性要求確定煤柱尺寸。 師維剛等［1］將防水隔離煤柱結(jié)構(gòu)分為塑性區(qū)、彈性核區(qū)、水壓破壞區(qū)，并在計(jì)算各區(qū)寬度的基礎(chǔ)上確定了董家河煤礦防水隔離煤柱寬度。 姚強(qiáng)嶺等［2］分析了水作用對(duì)井下煤柱壩體穩(wěn)定性的影響，將煤柱壩體分為彈性區(qū)和非彈性區(qū)，并在計(jì)算彈性區(qū)和非彈性區(qū)寬度的基礎(chǔ)上建立了煤柱壩體寬度計(jì)算公式。 余學(xué)義等［3］通過在巷間煤柱中布設(shè)鉆孔應(yīng)力測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)掘巷、采動(dòng)期間煤柱應(yīng)力變化，揭示了巷間煤柱承載特性及破壞特征，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)巷間煤柱寬度進(jìn)行了優(yōu)化。 于洋等［4］考慮煤柱剝離對(duì)其長(zhǎng)期穩(wěn)定性的影響，改進(jìn)了條帶煤柱設(shè)計(jì)方法，給出了條帶煤柱寬度計(jì)算公式。……