基于沖擊地壓-礦震協(xié)同控制的隔離煤柱合理寬度研究

朱斯陶，王 博，姜福興，張修峰，孫希奎，孫 翔，劉金海，張愛民

(1.北京科技大學(xué) 土木與資源工程學(xué)院，北京 100083；2.山東能源集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250014；3.華北科技學(xué)院 河北省礦井災(zāi)害防治重點實驗室，北京 101601；4.甘肅靖遠(yuǎn)煤電股份有限公司 紅會第一煤礦，甘肅 靖遠(yuǎn) 730600)

0 引 言

隨著我國中東部煤炭資源的逐漸枯竭，礦井開采深度的逐漸增大，千米深井的逐漸增多[1-2]，動力災(zāi)害發(fā)生頻次顯著增加[3]，我國煤炭資源開采的重心逐步向西部轉(zhuǎn)移，而西部礦井也正逐漸形成向深部開采的趨勢[4]。2015年之前，榆林、鄂爾多斯接壤的陜蒙淺部礦井(采深53～280 m)已實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，如神東礦區(qū)和榆神礦區(qū)。2015年至今，陜蒙深部新開發(fā)的呼吉爾特、納林河等礦區(qū)投建了數(shù)十座采深超過580 m的千萬噸級礦井，且目前正處于開采初期或早期階段，但也需面對逐漸嚴(yán)重的沖擊地壓等動力災(zāi)害頻發(fā)問題。在此期間，陜蒙深部礦井的采區(qū)或工作面之間為了避免采掘相互擾動影響，均在開采設(shè)計里留設(shè)有不同寬度的隔離煤柱。隔離煤柱寬度過小，易誘發(fā)沖擊地壓等動力災(zāi)害，而寬度過大，易造成煤炭資源的浪費。同時，陜蒙深部礦區(qū)主采煤層上方賦存有巨厚堅硬巖層，在隔離煤柱的支撐下，上覆高位堅硬巖層易形成大面積懸頂，一旦發(fā)生斷裂還會造成礦震等動力現(xiàn)象并對地面管道和建筑物的安全穩(wěn)定性造成一定的影響。因此，針對陜蒙深部礦區(qū)礦井進(jìn)行基于沖擊地壓-礦震協(xié)同控制的合理隔離煤柱寬度研究顯得尤為重要。……