受斷層影響的深部工作面區段煤柱留設寬度研究

韓傳磊，左常清，趙燕席，王士朋

（汶上義橋煤礦有限責任公司，山東 濟寧 272500）

0 引言

合理的區段煤柱留設寬度對回采巷道維護、煤炭采出率以及沖擊地壓等動力災害的防治均有重要影響。煤柱尺寸留設不當，極易引起巷道應力集中，誘發沖擊地壓事故，嚴重制約煤礦的安全高效生產[1-4]。

針對區段煤柱留設問題，謝廣祥等[5]建立了煤柱彈塑性極限平衡力學模型，對煤柱支承壓力峰值分布規律進行了理論計算，為確定綜放回采巷道護巷煤柱的合理尺寸提供了方法；方新秋等[6]基于綜放工作面端頭頂板破斷特征，建立了采空側端頭三角塊結構力學模型，分析了三角煤失穩機理；伍永平等[7]建立了區段間圍巖失穩模型，研究了區段煤柱的應力分布規律和失穩破壞準則，確定了區段煤柱的合理尺寸。上述研究內容明確了煤柱沖擊的發生不僅與其應力狀態有關，同時也受覆巖結構特征的影響。

本文以山東義橋煤礦受斷層影響區段煤柱為例，分析了區段煤柱穩定性主控因素，采用理論分析、數值模擬等方法，確定了合理的區段煤柱留設寬度。

1 煤柱概況

受DF20 斷層影響，義橋煤礦3804 工作面與3604 采空區之間需留設一定寬度的區段煤柱。煤柱沿DF20 斷層走向布置，區段煤柱范圍內無褶曲構造，煤柱底板標高-740—-810 m。區段煤柱周邊工作面布置如圖1 所示。

圖1 區段煤柱位置Fig.1 Position of section coal pillar

受DF20 斷層影響，區段煤柱留設寬度較大，3804 工作面開采后，區段煤柱兩側會形成較大的采動空間，煤柱應力集中程度大幅增加。……