赵彬

摘 要：保持防水煤柱是在靠近储层的煤层开采中最有效的防水方法，并且在相当长的一段时间内，确定防水煤柱的合理宽度一直是采矿学者的普遍问题。在常家沟矿区张家沟水库附近开采4-2煤层的情况下，采用理论分析，相似材料物理模拟和数值模拟的研究方法，对上覆地层开采破坏特征和地表进行了分析。结果表明，就抗水性而言，煤柱可分为矿山压力影响区，有效防水区。此外，通过模型分析确定防水煤柱的宽度与实践结果一致，随后，根据防止储层边坡失稳破坏和采空区突水事故的要求，提出了确定防水煤柱临界宽度所需的判断条件，防水煤柱的最大宽度被认为是临界宽度。这些结果为确定靠近储层的煤层防水煤柱的宽度提供理论依据。

关键词：煤矿开采;防水煤柱宽度;物理模拟

1 绪论

中国西部拥有丰富的优质煤炭资源。陕西北部的侏罗纪煤田尤其如此，其构造简单，倾角一般为1°～3°。该领域的煤层是稳定的，并且主要包含长焰和非结块煤，这些煤中硫、磷和灰分的含量极低，并且发热量中等偏高。这是国内外电力、液化和化学工业使用的稀有优质煤炭。陕西北部的侏罗纪煤田是中国已探明储量最大的煤田，这增加了其在采矿方面的应用前景。但是，煤层开采，围岩的应力会重新分布，从而导致松动变形和破坏性断裂[1]。当导水裂缝与水体相连时，例如含水层或煤层附近的承压水，水会流入巷道，从而导致矿井发生突水事故[2]。……