耿春喜

(山西潞安集团 左权阜生煤业有限公司，山西 长治 032600)

近距离煤层在我国各大矿区广泛分布，近距离开采使得相邻两煤层之间巷道掘进、工作面回采矿压显现更加明显。当上煤层开采后，打破了煤层原有的应力场环境，下煤层顶底板都会受到不同程度的扰动，加之两煤层之间间距较小，上煤层采空区及遗留的区段煤柱必然会对下煤层回采巷道布置及支护造成直接影响[1-3]。因此下煤层回采巷道如何选择合理的位置，最大限度地减小受上煤层的影响，对于保持下煤层安全回采至关重要。

1 工程概况

山西某矿主要开采8号和9号煤层，其中8号煤层厚度1.99～3.62 m，平均2.8 m，工作面采用三巷布置，巷道保护煤柱留设20 m。9号煤层距离8号煤平均间距6.25 m，9号煤层厚度为3.4 m，平均倾角3°，直接顶为泥岩、砂质泥岩，厚度6.25 m，直接底为泥岩，平均厚度2.32 m。目前矿井对8号、9号煤层同时进行回采，两煤层回采巷道采用外错式布置。工作面布置如图1所示。

图1 工作面布置示意

2 煤柱应力在底板中的传播规律

8号煤层回采后，残留煤柱应力势必会向底板中传播，影响到9号煤层安全回采及巷道布置。因此研究8号煤残留煤柱集中应力在底板中传播规律对于9号煤层巷道布置具有重要意义。

根据弹性力学理论，将煤岩体看作弹性体，建立煤柱集中载荷P在半无限平面内任意一点的应力模型，如图2所示[4]。

图2 煤柱集中载荷传递模型

根据力学原理，煤柱下集中载荷下方某一点处垂直应力大小可以按照公式(1)、(2)进行计算：