赵科研

(马道头煤业有限责任公司，山西 大同 037100)

大同矿区内大部分矿井现主采C3-5号特厚煤层，煤层厚度14～17 m，顶板为坚硬顶板，设计开采方法为综放开采，原初设工作面区段煤柱为30 m，在回采过程中发现邻空巷道压力显现剧烈，巷道变形严重，严重影响安全生产。目前国内对小煤柱开采技术已经有了一定的研究，并在小煤柱特厚煤层开采方面进行了一些试验和应用[1-5]，其原理是将邻空巷道布置在应力影响较小的区域内，从而缓解巷道变形，保障安全生产，提高资源回收率。因此决定从优化区段煤柱入手，采用小煤柱开采技术，但是考虑到煤层赋存的地质条件不同，现有经验不能生搬硬套，因此需要结合实际情况进行针对性研究与应用。

1 工程背景

马道头煤业是年产1 000万t的特大型矿井，位于大同煤田西部，矿井采用斜井开拓，主采煤层为C3-5号特厚煤层，开采方法为综放开采。文章以该矿8211综放工作面为例，该工作面埋深238 m，倾向252 m(原设计为230 m)，可采走向2 001 m，平均煤厚15 m，老顶为14.5 m厚中细砂岩，直接顶为7.2 m厚粗砂岩，伪顶及直接底为0.7 m左右厚泥岩、炭质泥岩，底板为4.3 m厚粉砂岩。5211巷为8211工作面区段回风巷，与8210工作面采空区相邻。巷道断面为5.2 m×3.7 m，支护方式采用“锚杆+锚索+金属网+钢带”联合支护方式，文章以5211巷为研究对象，重点研究区段煤柱的合理确定，并对巷道在回采过程中进行矿压观测与分析，工作面示意见图1。

图1 8211工作面位置示意

2 区段小煤柱的确定

该次在5211巷选用小煤柱进行试验，首先通过数值模拟科学合理确定煤柱的宽度，基于工作面各参数建立了三维数值模拟模型，X轴方向为工作面倾向，Y轴方向为工作面推进方向，Z轴垂直向上。……