薛永军

（山西焦煤投资公司正利煤业，山西 吕梁 033500）

1 工程概况

山西焦煤集团有限责任公司正利煤业14-1105 工作面为4-1煤层首采区的最后一个工作面，工作面开采4-1煤层，煤层平均厚度3.2 m，属中厚煤层。煤层顶板岩层为砂质泥岩和粉砂岩，底板岩层为砂质泥岩和细砂岩。工作面面临着沿空掘巷的问题，回采巷道断面为矩形，巷道开挖断面宽度4.6 m，高度3.2 m，拟采用小煤柱进行护巷。为保障回采巷道围岩的稳定，需进行小煤柱合理宽度和围岩支护技术的研究。14-1105 孤岛工作面位置示意图如图1。

图1 14-1105 孤岛工作面位置示意图

2 煤柱合理宽度分析

2.1 煤柱宽度的确定方法

采空区侧向将分布应力降低区和应力增高区（即支承压力区），煤体边缘形成破碎区和塑性区，沿稳定的采空区边缘掘进巷道，虽然围岩处于应力降低区，但围岩比较破碎，对煤柱尺寸的选择提出较高要求。由于沿空掘巷时煤柱侧两侧均临空，故煤柱两侧均存在一定宽度的破碎区域，该区域的煤柱基本无承载能力。工作面进行回采作业时，采动影响下会在工作面前方形成超前支承压力，煤柱在超前支承压力作用下会进一步变形破坏，进而导致巷道顶板会再一次发生断裂，导致巷道围岩变形量进一步增大。

在进行沿空掘巷作业时，应尽可能地将巷道护巷煤柱布置在应力降低区内，以有利于沿空掘巷的维护。在窄煤柱留设沿空掘巷时，侧向支承压力因掘巷的扰动而重新分布，此时的巷道不仅在掘进期间发生较大的变形，而且由于之前的大变形在掘后稳定时期内也很难控制巷道的变形。……