闫大鹤

(华晋焦煤有限责任公司 沙曲一号煤矿，山西 吕梁 033300)

我国众多矿区使用留窄煤柱综放沿空掘巷技术，其中留设合理宽度的煤柱是确保厚煤层沿空掘巷工作面顺利、安全回采的关键[1-3].厚煤层沿空掘巷煤柱的主要作用：隔绝采空区、承担上覆岩层的载荷。当煤柱宽度过小时，在上覆载荷作用下可能会直接发生破坏；当煤柱宽度过大时，煤柱可能受到侧向支承压力峰值的影响，引起较大的变形使其稳定性降低。由于各煤矿之间的地质条件、煤层厚度、煤的性质等因素的影响，使得煤柱合理宽度的界限有很大的局限性[4,5].国内外学者对沿空掘巷进行了大量的工程研究，以寻找沿空掘巷煤柱留设宽度合理的统一界限[6,7].本文在理论计算的基础上，应用FLAC3D进行数值模拟对沙曲一矿4305胶带巷合理煤柱宽度进行分析研究，以确保工作面安全高效开采。

1 工程概况

沙曲一矿4305工作面位于+400 m水平，三采区，北面为4306工作面采空区，东距贺昌煤业有限公司矿界50 m，南部为未采区，西侧为原4305采空区。地面标高867～1 002 m，工作面标高557.4～604.4 m.煤层厚度为3.9～4.2 m，工作面采高为3.8 m.4305工作面胶带巷位于原4305采空区以里，设计该巷道沿4306工作面采空区边缘掘进。工作面倾向布置，走向长度174 m，倾向可采平均长度396 m.工作面位置图见图1.

图1 4305胶带巷平面位置图

2 4305胶带巷护巷煤柱宽度计算

巷道塑性区计算模型见图2，塑性区宽度(应力极限平衡区宽度)R为:

图2 巷道塑性区计算模型图

(1)

式中：

m—工作面采高，m，取3.8；

λ—侧压系数，取0.4；……