孙日雄

(晋能控股煤业集团 铁峰公司，山西 右玉 037200)

传统的护巷煤柱是在巷道与采空区之间留设大尺寸的护巷煤柱，保证巷道位于侧向支承压力影响区之外，一般为20～30 m。该方法巷道维护简单，但造成了煤炭资源的浪费。据统计，我国厚煤层资源丰富，所有生产矿井的厚煤层可采储量占总储量的40%以上。因此，开展厚煤层尤其是10 m以上特厚煤层沿空掘巷技术研究对降低煤炭资源的损失、提高矿井效益具有重要意义[1-4]。

1 试验工作面概况

南阳坡矿8800工作面位于408盘区，所采煤层为5号煤，煤层厚度8.71～13.39 m，平均10.53 m，煤层倾角2～5°，平均3°，煤层结构复杂，含有3～7层夹矸。煤层顶底板岩性如图1所示。煤矿瓦斯和二氧化碳等均为低级，无瓦斯突出。5号煤自燃倾向为II级，发火期3～6个月。煤尘有爆炸危险性，爆炸指数38%.

图1 5号煤顶底板岩性

目前5号煤工作面的区段保护煤柱为30 m，资源浪费大，为此在8800工作面正巷进行窄煤柱沿空掘巷的实验。巷道为矩形，沿煤层底板掘进，规格为5 000 mm×3 600 mm(宽×高)。

2 煤柱宽度的确定

2.1 理论计算

护巷煤柱的尺寸应当有利于巷道的支护，保证巷道围岩的相对完整，同时要位于处于上工作面回采后的应力降低区内，避免残余支承压力与本工作面超前支承压力叠加，影响巷道的稳定。运用极限平衡理论建立如图2所示的力学模型。

图2 最小护巷煤柱宽度计算

最小护巷煤柱宽度X为：

X=x1+x2+x3

式中：x1为上工作面回采产生的塑性区范围，m；x2为本巷道掘进产生的塑性区范围，m；x3为煤柱宽度的富余系数，一般x3=(0.15～0.45)(x1+x2)。……