赵 敏

（山西晋煤集团赵庄煤业，山西 长治 046605）

1 工程概况

赵庄煤矿3307 工作面回采3#煤层，直接顶为0.78 m 的砂质泥岩，基本顶为12.5 m 的中粒砂岩，直接底的中粒砂岩厚约7.2 m，基本底为2.38 m 的砂质泥岩，煤层平均倾角约为4°。工作面采用综合机械化采煤工艺，采高设计为4.7 m。工作面的通风方式采用U 型通风布置：33071 巷供进风、运煤、行人等使用，33073 巷供运料、回风、行人等使用。

由于3#煤层属于厚煤层，该层位诸多工作面在回采时，区段煤柱留设宽度一直借鉴之前的经验，将煤柱留设宽度设计为30 m。现今，东盘区的工作面大多数回采结束，通过观测发现，留设的区段煤柱均没有出现明显破坏现象，完全能够保障工作面安全顺利回采。因此，为了充分回收煤炭资源，提高经济效益，需要展开优化区段煤柱的合理留设宽度的分析研究。

2 区段煤柱破坏机理及合理宽度

2.1 区段煤柱破坏类型及因素

区段煤柱的留设宽度过大，必然会造成煤炭资源的浪费；煤柱留设的宽度过小，则会因为煤柱无法承载过高的应力而致使煤柱发生破坏，并且由于无法提供稳定的承载能力而导致工作面事故发生[1-2]。

图1 煤柱破坏类型

根据破坏原因不同，可以将煤柱破坏类型大致分为5 种，分别为剪切破坏、纵向劈裂破坏、沿弱面剪切滑移破坏、压入底板底鼓以及塑性流动破坏[3-4]，如图1。

如图1（a），如果煤柱的两侧发育了具有一定深度的结构面或者裂隙，并且裂隙发育与煤柱形成一定的倾角，由于煤柱与顶底板的接触紧密，即顶底板均为较硬的岩石，中间不含较软岩性的夹层，若煤柱较窄，则会发生明显的剪切破坏。……