虎 鹏

(中铝宁夏能源集团有限公司宁夏王洼煤业有限公司，宁夏 固原 756505)

0 引言

宁夏王洼煤业有限公司王洼二矿110507工作面采用单一走向长壁后退式、综合机械化低位放顶煤工艺开采。为了降低采区煤柱的损失量，110507工作面将采用留窄煤柱沿空掘巷的工艺进行巷道的掘进，两条顺槽断面为拱形，宽度为4 200 mm，高度为3 700 mm。该工作面所采5#煤层平均厚度11 m，平均埋深500 m。工作面西邻110505采空区，东邻未开采的210501工作面，南邻21采区轨道下山，北邻井田北翼边界，此工作面南北走向1 420 m，倾斜长190 m。

1 沿空掘巷合理宽度的窄煤柱留设

1.1 沿空巷道窄煤柱宽度上下限的理论计算

沿空巷道留设窄煤柱宽度：由矿方地测科数据可知，110507综放工作面的内应力场范围S为11.6 m，为了避免所留设窄煤柱和沿空巷道处于应力升高区，需要将沿空巷道布置在110507综放工作面的内应力场范围内，即内应力场的宽度不应小于沿空巷道的宽度L1与沿空巷道所留设窄煤柱宽度L2之和[1-2]，公式为S≥L1+L2。通过计算得出110507综放工作面沿空掘巷窄煤柱的宽度L2≤7.4 m。

极限平衡理论下窄煤柱宽度：根据沿空掘巷护巷煤柱的极限平衡理论可知沿空掘巷中合理的窄煤柱宽度计算公式为

L3=X1+X2+X3

(1)

式中：X1—上区段回采后煤体中塑性区的宽度[3-4]；X2—锚杆的长度，取2.4 m；X3—煤柱的安全系数，取(X1+X2)的15%～35%。

110507综放工作面上区段回采后煤体中塑性区的宽度计算公式如下

(2)

式中：m—煤层厚度，取11 m；A—侧压系数，取0.42；K—应力集中系数，经过实验取2.5；H—巷道埋深，取500 m；γ—岩层的平均容重，取14.3 kN/m3；C0—煤层的内聚力，取0.68 MPa；……