李建华

(神华包头能源有限责任公司 李家壕煤矿，内蒙古自治区 鄂尔多斯 017000)

“富煤贫水”是我国西部地区自然资源的禀赋特点，而这种特点在以晋陕蒙为主的西部主要产煤区普遍存在，区内的采矿活动势必会造成大量水土流失[1-5]。

神华集团提出的煤矿地下水库[6-8]储存地下水技术是一种可以有效解决煤炭开采造成的水资源流失问题，实现煤水共采共用的合理途径。煤矿地下水库运行系统是利用煤炭回采形成的垮落带以及裂缝带岩体空隙储水，以安全煤柱及连接安全煤柱的人工坝体形成地下水库坝体系统，同时建设矿井水入库设施和取水设施，充分利用采空区岩体对矿井水的自然净化作用[7]，实现水的回收利用。煤矿地下水库的安全运行与许多因素有关，其中保证挡水坝体的稳定是至关重要的因素[9]。

在采矿领域已经有许多专家就安全煤柱坝体稳定性做出了研究。文献[10]主要根据岩石力学理论，推导出了三维应力状态下，煤柱塑性区宽度的函数表达式；文献[11]主要以弹粘塑性理论以及统一强度理论为基础，分析了煤柱内部弹粘塑性区的应力分布，并且推导出了应力，位移以及弹粘塑性区宽度的理论公式；文献[10-12]指出煤柱的塑性区宽度不仅与煤柱应力状态有关，而且与采深，煤柱侧压，界面摩擦角以及煤柱弱面等因素有关。煤矿地下水库坝体作为永久性构筑物，其稳定性不仅与矿压、塑性区等因素有关，还要考虑浸泡对于煤柱坝体稳定性的影响。……