杨 建 王建廷 李俊锋

（陕西正通煤业有限责任公司，陕西 咸阳 713699）

深部矿井在开采过程中，受较高采动应力的影响，工作面巷道壁逐渐压酥变形，产生大量漏风通道[1-3]。尤其是对于采用窄煤柱支护方式的煤层而言，矿山压力致使窄煤柱内部产生大量裂隙，与临近采空区沟通，从而使得工作面漏风规律更加复杂[4-5]。而采空区遗煤自燃问题，大部分都是由于漏风引起的，漏风导致采空区大量遗煤持续保持良好的供氧状态，最终发生煤氧化自燃，给矿井安全生产带来重大隐患[6-7]。通过数值模拟技术对采空区裂隙进行模拟演化，揭示煤层开采过程中覆岩导气裂隙的发育规律过程，进而深入明晰深井窄煤柱开采条件下工作面漏风特性，为防治采空区煤炭自燃提供理论依据。

1 窄煤柱模拟模型理论

弹性模量经验公式：

式中：E为弹性模量，GPa；Ec为杨氏模量，GPa；kn/ks为刚度比；a=1.652，b=-0.395。泊松比经验公式：

式中：v为泊松比；c=0.209，d=0.111。

根据经验公式（3）、（4）对数值模拟所需的细观参数进行反演。反演得到的细观数据见表2。

（1） 单轴抗压强度回归性分析：

式中：σc为抗压强度，MPa；σ为平行连接法向连接强度，MPa；τ为平行连接切向连接强度，MPa。

（2） 抗拉强度回归性分析：

式中：σt为抗拉强度，MPa；d为-0.174；e为0.463；f为0.289。

2 深井窄煤柱工作面数值模型建立

根据来压步距，对模型进行了适当的简化处理，模型长200 m，宽120 m，高74 m，共计9 层。如图3 所示，颗粒半径在平衡过程中不断扩大，相互挤压，直至达到目标孔隙率为0.05，模型建立完成。在模型中，第1 层至第6 层最小粒径为0.5，最大粒径为0.83；……