刘 波

（潞安化工集团寺家庄公司，山西 晋中 045300）

1 工程概况

寺家庄煤矿15117 工作面开采15#煤层，煤层厚度5.2～4.5 m， 平均4.85 m， 煤层倾角13°～4°，平均8°。工作面顶板岩层为泥岩和粉砂岩，底板岩层为泥岩和砂岩。工作面采用一次采全高采煤工艺，采高5.4 m，循环进度0.8 m。15117 工作面进风巷沿煤层顶板掘进，巷道断面为矩形，掘宽×掘高= 5.2 m×4.1 m，巷道采用锚网索带支护。为缓解矿井采掘接替紧张，提高工作面煤炭回采率，在15117 工作面与15119 工作面采用沿空留墙技术。

沿空留墙技术原理：15117 工作面回采前，在巷道内构筑一道混凝土墙体，在15117 工作面回采完毕且覆岩运动稳定后，15119 工作面回风巷沿着混凝土墙体掘进，以此实现工作面的无煤柱开采，减少巷道掘进工程量。具体技术原理如图1。

图1 沿空留墙技术原理图

2 沿空留墙围岩应力分析

为确定沿空留墙合理的墙体厚度和围岩应力分布特征，采用FLAC3D数值模拟软件，建立长×宽×高= 150 m×80 m×70 m 的数值模型，固定模型四周水平方向上位移，限制模型底部在竖直方向上的位移[1-3]。

（1）沿空留巷墙体厚度分析。以寺家庄煤矿的地质条件及顶底板岩性为基础，设置对比分析充填墙体宽度为1.2 m、1.5 m 和2.0 m 时围岩应力分布特征，优化充填体宽度。不同充填墙体下的围岩应力分布结果如图2。

图2 不同墙体宽度下围岩垂直应力分布云图

通过分析图2 可知，沿空留墙作业时，在墙体宽度分别为1.2 m、1.5 m 和2.0 m 时，充填体内的最大垂直应力分别为22 MPa、20 MPa 和23 MPa。从图中能够看出，随着充填体宽度增大，围岩垂直应力分布并未出现大幅变化，垂直应力分布方面，随着充填体宽度增大，充填体的垂直应力变化较大，应力峰值呈现出先减小趋于稳定，随后又逐渐增大的趋势。……