特厚煤层沿空掘巷合理留设小煤柱的试验研究

2651 前言在多年的开采过程中，众多开采难题制约着发展，其中沿空留巷煤柱留设稳定性是一个较为突出的问题。

沿空留巷是指利用上个采空区的运输巷道或者回风巷道为下个工作面开采提供条件的一种技术，但受到工作面采动影响，此时留巷极易发生垮落变形，留巷煤柱上方覆岩在达到承载极限后会发生断裂，严重影响煤柱稳定性[1-2]，造成巷道报废，严重困扰着煤矿安全生产，所以针对沿空留巷煤柱留设宽度进行研究对于留巷成功与否十分关键[3-4]，此前众多学者对此进行过一定的研究，本文基于前人的研究，对煤柱合理留设宽度进行分析，为矿井安全提升，效益提升做出一定的贡献。

2 矿井概况及数值模拟研究正利矿位于山西省岚县县城东南10km处，井田面积为9.26km 2，设计生产能力1.5Mt/a。

14102综采工作面现开采山西组4#煤层，煤层平均厚度3.5m。

工作面在回采后，此时的煤柱的应力分布情况不仅与巷道掘进和工作面回采支撑压力有关有关，同时其与煤柱宽度有着密切的关系，煤柱与煤柱宽度有关，支撑压力与煤柱宽度存在3种情况：分别为当煤柱宽度较小，此时的支撑压力范围会超过煤柱宽度，此时的煤柱塑性区域增大，由于回采及掘进的影响使得煤柱两侧的 支撑压力暴增，煤柱承担载荷较大，随着支撑时间的不断推移，此时由于覆岩和采动双重作用下，此时的煤柱稳定性进一步被破坏，但塑性区域发生贯通时，此时的煤柱无法 承担载荷，从而发生失稳破坏，严重威胁着矿井安全。

当煤柱宽度较大时，此时支撑 压力影响范围小于煤柱宽度，在巷道回采及掘进双重作用下，此时煤柱两侧的支撑压力值仍会升高，达到支撑压力的峰值，但此时煤柱中间部位仍为弹性区域，煤柱的支撑压力呈现出类似“马鞍”形态，能承担较大荷载，此时巷道稳定性得到有效保障。

当煤柱宽度极大时，此时支撑压力影响范围远小于煤柱压力影响范围，巷道掘进和回采的影响下煤柱两侧的支承压力仍会升高，达到支撑压力峰值时，此时的弹性核区的支撑压力原低于原岩应力。

特厚煤层动压巷道护巷煤柱合理宽度研究雷银豹;晋智毅【摘要】针对某矿9＃煤特厚煤层9－704综放工作面动压巷道在本工作面回采过程中，出现变形量过大难以控制的问题，采用理论分析、数值模拟及现场变形实测等手段对特厚煤层综放工作面区段动压煤柱应力分布和动压巷道变形进行研究。

极限平衡法表明在该条件下动压巷道护巷煤柱宽度不应小于24.5 m．数值分析表明，煤柱宽度大于26 m时能够较好地控制煤柱的应力及变形，最终确定该动压巷道护巷煤柱宽度为26 m．现场实测表明，动压巷道变形过大的原因在于护巷煤柱留设宽度过窄。

动压巷道护巷煤柱宽度的计算必须考虑煤柱沿相邻工作面采空区方向及本工作面方向塑性区的宽度。

该研究对类似条件下动压巷道护巷煤柱的留设宽度具有一定借鉴意义。

%Limit equilibrium method shows that pillar width for roadway maintenance in dynamic pressure road -way should't be less than 24.5 m.Numerical analysis shows that it can better control the stress and deformation of coal pillar when the coal pillar width is greater than 26m.Ultimately determines the pillar width for roadway maintenance in dynamic pressure roadway is 26 m.The field measurement shows that the deformation of dynamic pressure roadway is too large because of the coal pillars width is too narrow .For the similar condition , the width of coal pillar has cer-tain reference significance .The calculation of pillar width for roadway maintenance in dynamic pressure roadway must consider the width of plastic zone along the direction of nearby working face goaf and the working face .The study has a certain reference significance forunexploited coal width for roadway maintenance in dynamic pressure roadway under the similar condition .【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2016(040)002【总页数】4页(P23-26)【关键词】特厚煤层;综放开采;动压巷道;采动变形;煤柱宽度;极限平衡法;数值模拟;现场变形实测【作者】雷银豹;晋智毅【作者单位】霍州煤电集团庞庞塔煤矿，山西临县 033200;霍州煤电集团庞庞塔煤矿，山西临县 033200【正文语种】中文【中图分类】TD353·试验研究·回采巷道护巷煤柱的留设宽度是采矿工程中一项重要的课题，留设宽度过大，容易造成资源浪费；留设宽度过小，容易造成巷道失稳，进而影响安全以及高产高效开采。

沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究一、研究背景煤炭是我国的主要能源之一，而煤矿开采是煤炭资源的重要获取途径。

在煤矿开采过程中，沿空掘巷是常用的采煤方法之一。

而沿空掘巷采煤方法中，小煤柱的合理留设及锚注支护优化问题一直备受关注。

小煤柱是指在煤层开采过程中留下的未开采的煤柱，其主要作用是保护巷道的稳定，防止采空区向巷道传递应力，从而确保矿井的安全和有效开发利用。

而对小煤柱的合理留设及锚注支护优化是保障矿井安全和提高煤矿开采效率的重要问题。

二、研究意义煤矿开采过程中，小煤柱的合理留设及锚注支护优化研究对于提高煤矿开采效率、确保矿井安全、减少煤矿事故具有重要意义。

通过合理留设小煤柱和优化锚注支护，可以有效减少煤矿开采过程中的煤层压力，降低煤矿开采的安全隐患，提高煤炭资源的开采利用率，促进我国煤炭产业的可持续发展。

三、研究内容1.小煤柱的合理留设研究针对不同煤层及巷道的情况，通过实地调研和理论分析，确定小煤柱的合理留设参数。

综合考虑煤层的地质条件、巷道的尺寸和矿井的安全要求，确定小煤柱的留设范围及数量，以确保巷道的稳定和煤矿的安全开采。

2.小煤柱的锚注支护优化研究针对小煤柱的锚注支护方案，通过实验室试验和数值模拟，研究优化锚注支护的材料、结构和施工工艺，以提高锚注支护的稳定性和效果，确保小煤柱的保护效果，促进煤矿的安全开采。

四、研究方法1.实地调研通过实地调研，了解不同煤层和巷道的地质条件、煤层厚度和倾向、巷道尺寸和形状、巷道岩层的性质等，为小煤柱的合理留设和锚注支护提供数据支撑。

2.理论分析通过理论分析，对小煤柱的合理留设和锚注支护进行优化设计，确定小煤柱的留设参数和锚注支护方案，建立小煤柱的数学模型，进行参数敏感性分析，为煤矿的安全开采提供理论支持。

五、研究预期成果1.提出一套完整的小煤柱合理留设及锚注支护优化设计方案，为煤矿的安全开采提供技术支持。

2.建立小煤柱的数学模型，揭示小煤柱的留设参数对巷道稳定性的影响，为煤矿的安全开采提供理论支持。

4 袁店一矿1022风巷窄煤柱合理尺寸确定4Reasonable Narrow Coal Pillar Size of 1022 Return Airway in Yuandian Coal Mine4.1 沿空掘巷窄煤柱基本特征(The Narrow Coal Pillar Basic Features of Gob-side Entry Driving)采空区一侧回采巷道留设窄煤柱沿空掘巷是一种减少煤炭损失，提高回采效率的新方法，尤其是在深部矿井的工作面越来越多的被采用。

对于大采高工作面来说，由于其开采深度大，从而造成地压大，相应的煤层硬度不高，从而出现的流变现象严重，而沿空掘巷工作面留设的窄煤柱一般不大，在3～7m的范围内，由于煤柱较小，所以其易受采动的影响，在采动过程中会产生较大的变形破坏，而且其发生破坏特征也无规律可循。

如图3-10所示，大采高沿空掘巷窄煤柱是指在上一工作面开采完毕之后，采空区上覆顶板由于下方悬露距离较大而发生冒落，当冒落矸石稳定时，沿着采空区一侧为沿空掘巷做准备而所留设的一段宽度的煤柱，按照传统护巷煤柱宽度的概念，以1022工作面为例（见图2-1），即在沿空掘巷和右侧1021工作面采空区之间，若留设宽度3～7m的煤柱则此煤柱被称为窄煤柱，若留设的煤柱宽度为20～30m的煤柱，则此煤柱被称为宽煤柱。

大采高工作面在其工作面向前推进煤层开采过后，则与其临近的煤体或者是煤柱上以及沿着煤壁侧的一定范围冒落区内将形成增压区、减压区、免压区。

当1021工作面开采形成采空区之后，由于煤层所开采的厚度比较大，其上方直接顶冒落的岩石和开采完剩下的余煤无法将采空区填满，此时直接顶上方的老顶会因为下方存在空间而下沉并最终在采空区边缘煤体内部发生断裂，从而使得煤体上的顶板发生下沉弯曲并旋转成一定角度向1021采空区倾斜，此时会发生应力从新分布，而所产生的新的侧向支承压力则向煤体内转移。

在边缘煤体上方的顶板发生弯曲下沉以及支承压力转移过程中，边缘煤体由于上方岩体压力的左右产生破坏，从而在煤体内部形成一定范围的破碎区。

煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究一、沿空留巷技术的基本原理沿空留巷技术是指在煤层开采过程中，挖掘越空巷道留下一定厚度的覆岩，以保证巷道避让的煤柱和下部抽采的煤柱之间有一定的覆岩层厚度，达到确保安全和高效开采的技术。

沿空留巷技术的基本原理主要包括以下几点：1.保障安全：留巷技术可以有效地保证留巷和开采空间之间有足够的覆岩层，从而保障矿井开采过程中的安全。

2.提高煤炭回收率：通过留巷技术可以最大限度地提高煤炭的回收率，减少矿井的损失。

3.减少瓦斯爆炸事故：沿空留巷技术可以减少煤与瓦斯爆炸的危险，提高矿井的安全性。

4.提高开采效率：留巷技术可以增加矿井的开采空间，提高煤炭的开采效率。

二、沿空留巷技术的应用现状目前，沿空留巷技术在中国的煤矿开采中得到了广泛的应用，特别是在深部、超深部煤矿开采中。

以大庆煤田、黄河煤田、鄂尔多斯煤田、韩城煤田等为代表的煤矿，都采用了沿空留巷技术，取得了显著的效果。

在实际应用中，沿空留巷技术主要包括以下几个方面的内容：1.根据煤层地质条件和矿井布置，确定留巷的位置和尺寸，确保留巷的安全性和稳定性。

2.利用先进的采矿设备和技术手段，实施留巷工程，确保留巷的质量和进度。

3.根据矿井的生产情况和瓦斯涌出规律，对留巷工程进行定期检测和维护，防止瓦斯事故的发生。

通过以上的应用实例可以看出，沿空留巷技术在我国的煤矿开采中得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。

在提高矿井的安全性和生产效率方面发挥了积极的作用。

三、沿空留巷技术的发展趋势随着煤矿开采技术的不断发展和完善，沿空留巷技术也在不断演进和改进。

未来，沿空留巷技术的发展趋势主要包括以下几个方面：1.应用范围扩大：随着煤矿开采的深入和超深部煤矿的开发，沿空留巷技术将会在更大范围内得到应用，以满足煤矿开采的需求。

2.技术手段创新：随着采矿设备和技术的不断创新，沿空留巷技术将会实现自动化和智能化，提高留巷工程的效率和质量。

3.安全管理提升：未来，沿空留巷技术在矿井安全管理中的地位将会更加凸显，成为保障矿井安全的重要手段。

沿空掘巷小煤柱合理留设研究胡光伟(中煤一建公司山不拉煤矿,内蒙古鄂尔多斯010499)[摘㊀要]㊀山不拉煤矿3202工作面材料巷采用沿空掘进方式,为得到最优小煤柱尺寸,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,综合分析确定小煤柱最优合理尺寸为5m ㊂工业性试验及现场矿压观测表明,小煤柱留设5m 宽度满足需求,保证了巷道安全掘进和回采的同时最大限度提高煤炭资源的采出率㊂此次研究实践成果为山不拉煤矿综放沿空掘巷小煤柱尺寸的合理留设提供了依据,并为类似条件下沿空掘巷小煤柱合理尺寸的留设宽度提供了借鉴㊂[关键词]㊀沿空掘巷;小煤柱;理论计算;数值模拟[中图分类号]TD822．3㊀[文献标识码]B㊀[文章编号]1006-6225(2016)04-0078-03Small Coal Pillar Layout of Gob-side Entry Driving[收稿日期]2015-12-28[DOI]10．13532/j．cnki．cn11-3677/td．2016．04．020[作者简介]胡光伟(1978-),男,江苏铜山人,高级工程师,中煤第一建设有限公司山不拉煤矿总工程师㊂[引用格式]胡光伟．沿空掘巷小煤柱合理留设研究[J ]．煤矿开采,2016,21(4):78-80,64．㊀㊀近年来,随着矿井产量和开采强度的加大,对煤炭采出率和回采巷道的支护要求也越来越高,传统的留设较宽区段煤柱护巷的方式已不能满足生产需求,沿空掘巷留设小煤柱护巷,有提高煤炭资源的采出率和巷道易维护的优点,此项技术近年在我国各大矿区逐渐推广应用,取得良好效果[1]㊂沿空掘巷小煤柱尺寸的留设是沿空掘巷围岩控制的关键,若留设尺寸过大,煤柱及巷道将长期处于侧向支承压力升高区,不利于煤柱及巷道的稳定;若留设尺寸过小则煤柱煤体破碎,不能有效地密闭采空区㊂因此,小煤柱的留设应遵循以下原则:巷道位于应力降低区;有利于巷道的稳定;有利于锚杆支护;在满足以上原则的条件下尽量减少煤柱宽度[2]㊂针对山不拉煤矿接续工作面情况,采用模拟计算与理论计算相结合的方法,研究确定沿空掘巷留设小煤柱尺寸㊂1㊀工程背景山不拉煤矿3202综采工作面位于井田西北部,工作面大部位于2-2煤房采区下部㊂工作面标高-329．1~-380．8m㊂南为3203采空区,北至3-2煤回收面,东与井筒保护煤柱相邻㊂所采煤层为3号煤,煤质较硬,f =2~3,内生裂隙发育,阶梯状断口㊂煤层厚度最大1．80m,最小1．65m,平均1．70m㊂煤层倾角1~3ʎ,煤层直接顶为15m 砂质泥岩,基本顶为24m 细砂岩,直接底为24m 砂质泥岩㊂中部含煤段地质柱状图如图1所示,各岩层物理力学参数见表1,工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤㊂图1㊀地质柱状表1㊀岩层物理力学参数岩层容重/(kN㊃m -3)体积模量/GPa 剪切模量/GPa 内摩擦角/(ʎ)黏聚力/MPa 细砂岩26．06．54．5323．6砂质泥岩26．67．85．7354．23-2煤14．32．81．5241．3砂质泥岩26．17．75．6344．02㊀煤柱宽度理论计算通过公式对小煤柱宽度进行理论计算,以初步87第21卷第4期(总第131期)2016年8月煤㊀矿㊀开㊀采COAL MINING TECHNOLOGYVol．21No．4(Series No．131)August㊀2016确定小煤柱最小宽度值㊂采用极限平衡理论公式计算,合理煤柱的最小宽度为[3]:B =b 1+b 2+b 3(1)b 1=mA3tan φ0ln kγH +C 0tan φ0C 0tan φ0+P XA(2)式中,B 为合理的煤柱最小宽度,m;b 1为上区段工作面开采影响下,沿空掘巷小煤柱中破碎区宽度,根据现场实测情况,取2．2m;b 2为巷道小煤柱帮锚杆有效长度,根据实际锚杆和药卷使用情况,取1．2m;b 3为考虑煤层厚度而增加的煤柱稳定性系数,b 3=0．2(b 1+b 2);m 为上下区段平巷高度,m;A 为侧压系数,A =μ/(1-μ);μ为泊松比,μ=0．33;φ0为煤体的内摩擦角,(ʎ);C 0为煤体的黏聚力,MPa;k 为应力集中系数,k =3．0;γ为岩层平均容重,kN /m 3;H 为巷道埋藏深度,m;P X 为对煤帮的支护阻力,kN㊂通过理论计算得到小煤柱宽度,可以用于检验校核其他分析计算结果㊂考虑到3202工作面材料道实际地质条件,通过式(1)计算,得知合理小煤柱最小宽度理论值B 为4．7m㊂3㊀数值模拟分析采用FLAC 3D 数值模拟软件对煤柱宽度合理留设进行数值计算,根据实际条件设定数值模型的边界条件为:模型侧面限制其水平位移,底部固定,模型上表面设定为应力边界,施加的荷载为10．0MPa,模拟上覆岩体的自重应力;水平方向的侧压系数为1．2,荷载大小为12．0MPa,模型设定为Mohr -Coulomb 模型[4-5]㊂数值模拟主要研究在不同宽度情况下,煤柱内的竖向应力场和水平位移场的分布情况㊂煤柱的宽度分别取3m,4m,5m,6m,8m,10m㊂3．1㊀垂直应力分布不同煤柱宽度条件下巷道围岩垂直应力场分布情况见图2㊂取煤柱中间位置的中部层位研究煤柱内应力场图2㊀小煤柱围岩垂直应力场分布情况㊂从结果中可以看出,竖向应力呈现先减小后增大的趋势,煤柱在4~6m 宽度范围内的竖向应力值最小㊂大于6m 以后应力值随煤柱宽度的增加急剧增加,这是因为大于6m 以后煤柱处于侧向支承应力集中区的原因㊂3．2㊀水平位移数值模拟结果不同煤柱宽度条件下巷道围岩水平位移场分布情况见图3㊂同分析垂直应力场分布情况一样,仍取煤柱高度一半的中部层位研究煤柱内水平位移场分布特征,由模拟结果可以看出:煤柱宽度从3m 到10m 的变化过程中,水平位移呈现先减小后增大的变化趋势,当小煤柱宽度为3m 时,煤柱中部位移急剧变化,没有零位移区域,煤柱稳定性极差;当小煤柱宽度为4~6m 时,煤柱中部位移比较稳定,有一定的零位移区域;当煤柱大于8m 后,虽然中部稳定部分较大,但围岩向巷道内的位移量大于4~6m 煤柱时的位移量㊂97胡光伟:沿空掘巷小煤柱合理留设研究2016年第4期图3㊀小煤柱围岩水平位移场3．3㊀模拟结果分析由上述垂直应力场和水平位移场的分布情况,可以看出煤柱宽度在4~6m 范围内时,煤柱内的最大垂直应力和水平位移均较小,煤柱整体稳定性较好,而且煤柱中发生塑性破坏的区域也较小,这样既有利于煤柱本身的稳定性,又有利于巷道围岩的锚杆索支护㊂所以综合考虑安全和经济两方面因素,煤柱宽度取5m 为宜㊂4㊀矿压观测分析为验证3202工作面材料巷5m 煤柱的合理性,在煤巷中设立矿压观测站,监测巷道断面变形和锚杆受力情况,从工作面回采开始观测,直至工作面推进距测站10m 位置停止观测,结果见图4㊂图4㊀矿压观测结果随着工作面回采不断推进,距离测站约50m 超前支撑压力开始显现,巷道逐渐产生较大变形,两帮变形表现尤为明显,两帮变形又以煤柱侧内移变形突出,两帮最大移进量1260mm,说明两帮变形主要来自煤柱一侧的变形㊂随巷道围岩变形应力调整,锚杆受力增大,顶板锚杆受力比两帮大,受超前压力影响,锚杆受力上升显著,顶锚杆测力计读数最大达14MPa;两帮锚杆测力计读数相对稳定说明对应锚杆受力上升较小甚至出现回落,反映出两帮锚杆支护部分失效㊂从整个矿压监测结果来看,3202工作面材料巷采用5m 煤柱巷道断面变形及锚杆受力均符合预期,未出现异常失稳破坏情况,即在当前支护条件下采用5m 煤柱宽度能够满足巷道安全生产的要求㊂5㊀结㊀论(1)根据山不拉矿3202工作面开采条件和围岩物理力学参数,理论计算确定小煤柱宽度为4．7m㊂(2)数值计算分析了不同煤柱宽度情况下巷道围岩的垂直应力和水平位移情况,确定煤柱宽度4~6m 最优,结合理论计算结果综合确定煤柱宽度为5m㊂(3)根据现场工业性实践及矿压观测结果,确定3202材料巷沿空掘巷留设5m 煤柱能够满足巷道安全生产的要求㊂[参考文献][1]侯朝炯,郭励生,勾攀峰,等．煤巷锚杆支护[M]．徐州:中国矿业大学出版社,1999．(下转64页)8εi =σ-σs ηB t i +σE B +σE K 1-exp(-E K t i ηK )éëùû(15)Q (E K ,ηK ,ηB )=Σni =1εi -εi ()2若使Q 式取得最小值,需满足:∂Q ∂E K =0;∂Q ∂ηK =0;∂Q∂ηB=0根据给定的n 对试验数据(ε,t ),假定一组流变参数(E K ,ηK ,ηB )的初始近似值(E K 0,ηK 0,ηB 0),(2)和(3)式对各个参数求偏导得(ΔE K ,ΔηK ,ΔηB ),从而求得新的一组(E K 1,ηK 1,ηB 1),然后进行新一轮的迭代,反复计算,直到满足精度㊂将所求的流变参数及损伤变量代入(11),(12)式,求出合理的支护时间㊂3㊀应用实例芦岭煤矿某巷道埋深Z =200m,巷道半径R 0=2．0m,围岩容重γd =25kN /m 3,围岩为强风化粉砂岩,围岩应力P =γd Z =5．0MPa ㊂根据设计方案,初次开挖后为 锚网喷 支护,几个月后发现围岩有明显的破坏和变形,且具有明显的流变特性㊂通过现场观测,围岩稳定蠕变速率μᶄr (t )=0．019mm /h,通过最小二乘法及实验数据得到围岩的流变参数,E B =15GPa,E K =26GPa,ηk =230GPa /h,ηB =720GPa /h㊂因为围岩已经表现出时间损伤所以代入式(13)求得ω¥=0．4,将所得的参数代入(11),(12)式求得t =354．6h,约15d,即二次支护合理时间为初次支护后15d 左右进行㊂实践表明,巷道未发生明显变形破坏,支护时间合理㊂4㊀总㊀结(1)软岩巷道围岩具有明显的流变时效特性,主要表现为蠕变时效特性,蠕变破坏主要是围岩内部新裂隙的产生和连续扩展的结果㊂围岩具有一定的长期强度,当应力水平低于其长期强度时,围岩表现为蠕变效应;当应力水平高于其长期强度时,围岩破坏,表现出明显的变形破坏损伤㊂(2)二次合理支护时间对应于平缓波动蠕变与加速蠕变的交界点,为了确保围岩的稳定性,围岩强度应不低于其长期强度㊂(3)本文采用圆形巷道及西原模型,推导出围岩变形速率方程,通过蠕变试验方法及位移反分析法求得蠕变参数,从而确定软岩巷道二次支护的合理时间,对于地下支护理论设计具有一定的指导意义㊂[参考文献][1]方新秋,何㊀杰,何加省．深部高应力软岩动压巷道加固技术研究[J]．岩土力学,2009,30(6):1693-1698．[2]王祥秋,杨林德,高文华．软岩围岩蠕变损伤机理及合理支护时间的反演分析[J]．岩石力学与工程学报,2004,23(5):793-796．[3]何满潮,景海河,孙晓明,等．软岩工程力学[M]．北京:科学出版社,2002．[4]范秋雁,阳克青,王渭明．泥质软岩蠕变机制研究[J]．岩石力学与工程学报,2010,29(8):1555-1561．[5]彭苏萍,王希良,刘咸卫,等．三软煤层巷道围岩流变特性试验研究[J]．煤炭学报,2001,26(2):149-152．[6]刘㊀高,聂德新,韩文峰．高应力软岩巷道围岩变形破坏研究[J]．岩石力学与工程学报,2000,19(6):26-30．[7]华心祝,吕凡任,谢广祥．锚注软岩巷道流变研究[J]．岩石力学与工程学报,2003,22(2):297-303．[8]付㊀强,李晓云．软岩巷道支护理论研究与发展[J]．矿业安全与环保,2007,34(2):70-72．[9]孙㊀钧．岩土材料流变及其工程应用[M]．北京:中国建筑工业出版社,1999．[10]余寿文,冯西桥．损伤力学[M]．北京:清华大学出版社,1997．[11]卢红标,钱七虎,许宏发．土层灌浆锚杆的蠕变损伤特性研究[J]．岩土工程学报,2002,24(1):61-63．[12]杨林德,冯紫良,朱合华,等．岩土工程问题的反演理论与工程实践[M]．北京:科学出版社,1999．[责任编辑:姜鹏飞]ʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏʏ(上接80页)[2]于㊀洋,柏建彪,陈㊀科,等．综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度设计及其应用[J]．煤炭工程,2010(7):6-9．[3]李学华,姚强岭,丁效雷．窄煤柱沿空掘巷围岩稳定原理与技术[J]．煤矿支护,2008(2):1-9．[4]张㊀辉．近距离煤层采区下回采巷道位置优化与控制[J]．河南理工大学学报,2012,29(2):157-161．[5]张俊云,柴㊀敬．沿空留巷研究中若干问题分析[J]．矿山压力与顶板管理,2000(1):38-39．[6]王㊀军．山不拉3202综采工作面合理煤柱留设研究[J]．煤炭科技,2013(3):14-15,18．[7]苏海龙．窄煤柱护巷合理宽度探讨[J]．矿山机械,2012,40(8):19-24．[8]陈淼明,王㊀永,陈㊀志,等．复合顶板窄煤柱沿空掘巷技术探讨[J]．山西煤炭,2011,31(6):22-24．[9]刘㊀海,冯㊀涛,余伟健,等．沿空巷道小煤柱留设及其支护技术研究[J].采矿技术,2014,14(6):13-17．[10]陈昌云,郑西贵,于宪阳,等．厚层砂岩顶板小煤柱沿空掘巷围岩变形规律研究[J]．煤矿开采,2011,16(1):7-10,63．[责任编辑:李㊀青]46。

留小煤柱沿空掘巷技术的研究与应用留小煤柱的目的是将巷道与采空区隔离，防止采空区的水与有害气体串入巷道，危及安全生产，合理的小煤柱尺寸不仅对提高煤炭采出率具有重要意义，而且关系到采区巷道能否稳定这一重要问题。

大量的实践证明，合理的小煤柱尺寸在很大程度上决定着该类巷道的稳定性。

如何根据巷道围岩的具体条件，合理确定沿空巷道煤柱的尺寸，对于巷道安全和工作面正常生产具有重要意义。

红岭煤矿在总结1500工作面和1503工作面采用留小煤柱沿空掘巷的经验上，通过对其掘进期间顶底板变化分析，确定更合理的煤柱，在1505下巷进行沿空掘巷的研究与应用，取得了很好的效果，十分值得推广使用。

二、成果内容（一）工作面概况1505工作面上部FB57断层保护煤柱，下部为1507工作面采空区，南部为14采区采空区，北部连接15采区轨道二平巷、15采区胶带下山（二平巷）、15采区专用回风下山。

煤层平均厚度7.0m，煤层倾角平均18°，1505下巷沿煤层底板掘进，采用型号为EBZ-160型悬臂式掘进机掘进。

坚持“一掘一支”和“多工序平行作业”的正规循环作业方式，一次成巷，不留尾工，采用“三八”制作业方式。

（二）煤层顶底板情况煤层在工作面直接顶为砂质泥岩，平均厚度4.16m；基本顶为中-细粒砂岩，平均厚度15.07m，直接底为细粒砂岩，平均厚度1.58m；基本底为细粒砂岩，平均厚度4.8m，硅质胶结，较坚硬，难垮落。

（三）地质构造该工作面二1煤层结构简单，煤层倾角14～22°，平均18°，煤层厚度6.8～7.1m，平均7.0m。

煤种为贫煤，呈黑、灰黑色，玻璃～强玻璃光泽，条痕为黑褐色，阶梯状，参差状断口，以碎块状为主，局部为层状及条带状结构，内生裂隙发育。

存在一层厚度0.03～0.1m的泥岩夹矸，属稳定厚煤层。

1505工作面下巷：掘进后期将揭露F401断层，该断层走向189°，倾向99°，倾角84°，落差0～2.5m，对工作面下巷掘进有一定影响。

沿空掘巷小煤柱留设宽度合理确定发表时间：2018-10-23T11:44:10.843Z 来源：《基层建设》2018年第27期作者：李刚[导读] 摘要：为了提高煤炭回采率和提高矿井安全高效生产，以某矿10#煤组1012首采工作面为研究对象，采用UDEC对不同煤柱宽度下的顶板移进量和底板的变形量进行分析，并结合现场实测的数据对巷道掘进时期和回采时期的顶板下沉量、底板位移量、实体煤帮移进量进行了分析，通过数据对比得出10#煤组1012首采工作面沿空掘巷小煤柱留设的合理宽度。

淮北矿业股份有限公司童亭煤矿生产技术管理部安徽淮北 235137摘要：为了提高煤炭回采率和提高矿井安全高效生产，以某矿10#煤组1012首采工作面为研究对象，采用UDEC对不同煤柱宽度下的顶板移进量和底板的变形量进行分析，并结合现场实测的数据对巷道掘进时期和回采时期的顶板下沉量、底板位移量、实体煤帮移进量进行了分析，通过数据对比得出10#煤组1012首采工作面沿空掘巷小煤柱留设的合理宽度。

研究表明：工作面小煤柱合理宽度为5m。

该研究结果对类似煤层开采条件下的区段煤柱宽度合理留设具有重要参考意义。

关键词：沿空掘巷；小煤柱；数值计算；巷道围岩0前言沿空掘巷是我国煤矿回采巷道布置和维护的一种技术，其目的是为了将巷道与采空区隔离[1-3]。

把巷道布置在位于靠煤柱一侧的低应力场，便于巷道维护，减少变形量[4]。

其中关键是严格控制煤柱宽度。

煤柱宽度对巷道的维护状况起决定作用，若煤柱过小，由于靠采空侧的煤柱受支承力的影响已呈塑形，容易失稳，片帮严重，若煤柱过大，则回采巷道布置在压力增高区内，将使巷道压力大，支护困难[5-7]。

王卫军等[8]得出基本顶给定变形下综放沿空掘巷合理窄煤柱宽度的计算公式；王德超等[9]通过采空区侧向支承压力影响范围确定区段煤柱合理留设宽度；张科学等[10]通过分析垂直应力场呈现三角形的形状确定出沿空掘巷窄煤柱留设宽度。

浅埋深特厚煤层小煤柱沿空掘巷强力支护技术研究摘要：我们通过分析某煤矿浅埋深特厚煤层地质条件，采用了数值模式分析与工程类比的方法，得出该煤矿沿空掘巷护巷煤柱宽度为9m，并以此为依据，制定了该煤矿小煤柱沿空掘巷护巷的基本支护思路。

这种施工方案，不仅能够保证整体的安全可靠，同时还有效地对脆弱的重点部位进行了有效地防护，实现了经济效益与生态效益相结合的开采方式。

不仅如此，还通过了实践施工的方式，检验了小煤柱沿空掘巷护巷强力支护技术方案并进行了现场实践的可行性，充分地实现了巷道挖掘工作与工作面回采期间运输巷围岩的稳定与安全。

关键词：浅埋深；特厚煤层；小煤柱；沿空掘巷；支护技术引言：随着我国社会的不断发展，人耳目对矿压的认识也越来越深入，并且结合矿压力的实际实际情况，有效地采取了小煤柱沿空掘巷技术。

这种施工技术有效地减少了煤柱的尺寸，同时也节约的资源的使用，同时也创造了更多的经济效益。

在实际的开采过程中，由于煤柱的尺寸不断缩小，对于巷道围护问题也随之出现，围岩变形量加大，进而出现较大的破坏情况，如果在实际开采过程中不规范或者是操作不当的情况，就会对正常的开采生产产生严重的影响。

基于此，我国结合小煤柱沿空掘巷围岩控制技术，组织了相关的技术人员进行深入的研究和分析，并且取得了理想的研究成果。

我们通过对研究成果进行分析，得出小煤柱沿空掘巷围岩控制技术的主要核心在于提高支护体系强度，进而提高了巷道围岩的承载能力，有效地提高了挖掘的精度，同时也保证了挖掘的安全性，对于我国煤矿的开采有着重要的意义和作用。

一、工程概况通过调查我们发现，某煤矿一号井的煤层的厚度为9.85—12.22m，煤层的埋深大约在249m，煤矿的抗压强度大约为25Mpa，结构的缝隙发育不显著，但是，完整性比较好。

直接顶以粉砂质泥岩为主，厚度大约在0.69—15.26m，平均厚度大约是在3.5m。

该地的岩石主要是以细砂岩为主，地层主要则是以泥岩为主要结构，厚度为1.27—3.45m平均的厚度大约是在2.01m左右。

特厚煤层小煤柱沿空巷道掘进支护发布时间：2023-07-24T06:45:36.068Z 来源：《新型城镇化》2023年15期作者：柴志锋[导读] 小煤柱是煤矿沿空掘巷时与老采空区隔离的煤柱，一般认为小煤柱的宽度为5-10m。

鄂尔多斯市国源矿业开发有限责任公司龙王沟煤矿内蒙古鄂尔多斯 123000摘要：为了能够减少资源浪费，加强顶板支护，减小顶板变形，控制底、帮围岩变形，确保工作面的安全生产，本文将通过案例对煤矿特厚煤层小煤柱沿空巷道掘进支护技术的应用进行探讨。

结果表明采用小煤柱沿空巷道掘进支护技术不仅经济效益显著，而且可以确保井下安全作业。

关键词：特厚煤层；小煤柱；沿空巷道；掘进；支护1小煤柱小煤柱是煤矿沿空掘巷时与老采空区隔离的煤柱，一般认为小煤柱的宽度为5-10m。

留小煤柱开采不仅能减少煤炭资源浪费，提高煤炭回采率，降低支护成本，增加煤矿的经济效益，而且还能改善沿空巷道围岩的应力环境，减少沿空巷道围岩的变形和冒顶、片帮等矿压事故的发生。

2煤矿小煤柱沿空巷道掘进支护2.1案例情况介绍某煤矿煤层为特厚煤层，平均煤层厚度26米，2022年该矿探索性尝试延空小煤柱掘巷技术，原掘进巷道与回采工作面预留8.5m煤柱，通常遇到采空区排水、调车硐室仅有4m煤柱。

2.2技术方案设计2.2.1巷道变形控制小煤柱沿空巷道开挖后，其顶板围岩会第一时间出现移动现象，进而在附近形成裂隙，同时会将上覆岩层负荷传输至巷道两端围岩。

巷道煤柱相对较薄，支承力无法满足对上覆岩层的支撑要求，裂隙会逐渐蔓延，进而出现塑性变形问题。

负荷传输至实体煤端，也会造成实体煤端的围岩应力大幅递增，易出现塑性破坏。

所以，要从根本上确保小煤柱沿空巷道的稳定性，首先要通过采用科学有效的支护措施控制好顶板围岩，在确保顶板稳定的基础上，设计相应支护方案控制两帮变形。

若采用常规的锚杆支护技术，小煤柱宽度需要超过锚杆长度，这样才能够使锚杆固定于煤柱内。

当煤柱宽度无法满足要求时，需采用其他支护方式。

沿空掘巷小煤柱合理留设及锚注支护优化研究随着煤矿深度的不断增加和矿井开采的进一步，小煤柱的合理留设和锚注支护变得越来越重要。

小煤柱的合理留设对于矿井的安全生产和资源利用具有重要意义，而锚注支护的优化研究则可以提高煤矿开采效率和减少安全事故的发生。

本文将从沿空掘巷小煤柱合理留设和锚注支护优化研究的角度进行深入探讨，为煤矿生产提供技术支持和理论指导。

一、沿空掘巷小煤柱合理留设沿空掘巷是煤矿开采的重要方式之一，对于沿空掘巷小煤柱的合理留设，需要考虑以下几个方面的因素：1. 煤层岩性和构造特征：不同煤层的岩性和构造特征不同，对于小煤柱的留设会有不同的影响。

在进行沿空掘巷小煤柱留设时，需要充分了解煤层的岩性和构造特征，做好合理的留设规划。

2. 煤柱的稳定性分析：对于沿空掘巷小煤柱的合理留设，需要进行煤柱的稳定性分析，确定小煤柱留设的合理宽度和间距，以保证矿井的安全开采。

3. 煤层厚度和深度：煤层的厚度和深度也是影响小煤柱留设的重要因素，需要根据不同的煤层情况进行合理的留设规划。

4. 矿井开采方式：不同的矿井开采方式对沿空掘巷小煤柱的留设也会产生影响，需要根据具体的开采方式进行合理的规划。

沿空掘巷小煤柱的合理留设需要全面考虑煤层的岩性和构造特征、煤柱的稳定性分析、煤层厚度和深度以及矿井开采方式等因素，以保证矿井的安全开采和资源的有效利用。

二、锚注支护优化研究锚注支护是煤矿开采过程中常用的支护方式，对于锚注支护的优化研究，可以提高煤矿的开采效率和减少安全事故的发生。

在进行锚注支护优化研究时，需要考虑以下几个方面的因素：1. 锚杆的选取：对于不同的矿井条件和支护要求，需要选取合适的锚杆进行支护，包括锚杆的材质、规格和长度等方面的选择。

2. 锚杆的预应力设计：针对矿井实际情况，进行锚杆的预应力设计，提高锚杆的承载能力和支护效果，减少煤矿开采过程中的安全隐患。

3. 锚杆的布置方式：在进行锚注支护时，需要考虑锚杆的布置方式，包括锚杆的数量、间距和布置位置等方面，以提高支护的效果和减少材料的浪费。

收稿日期2019-09-30作者简介 雷春亮（1991-），男，山西应县人，2015年7月毕业于大同大学煤炭工程学院采煤专业，本科，助理工程师，现从事井下采煤工作。

特厚煤层小煤柱沿空掘巷围岩控制技术实践雷春亮（大同煤矿集团马道头煤业有限责任公司，山西 大同 037100）摘 要为了解决特厚煤层大采高综放开采强动压影响下小煤柱沿空掘巷围岩控制难题，结合马道头矿5211回风顺槽地质情况，分析了留小煤柱沿空掘巷的关键技术及巷道锚网支护技术，并进行了井下试验。

试验结果表明：通过确定合理煤柱宽度、切顶卸压以及高强锚网支护后，巷道围岩变形量较小，围岩稳定可控，满足安全使用要求。

关键词特厚 沿空掘巷 支护中图分类号 TD353 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2020.03.020Practice on Controlling the Surrounding Rock along Roadwaywith Small Coal Pillar in Extra - thick Coal SeamLei Chun-liang（Datong Coal Mine Group Madaotou Coal Industry Co., Ltd., Shanxi Datong 037100）Abstract : In order to solve the problem of surrounding rock control of gob side entry of small coal pillar under the influence of strong dynamic pressure, combined with the geological situation of 5211 return air chute in Madaotou Mine, the key technology of gob side entry of small coal pillar and the supporting technology of roadway anchor net are analyzed, and the underground test is carried out. The test results show that, after determining the reasonable width of coal pillar, pressure relief of cutting top and high strength anchor net support, the deformation of the surrounding rock is small, the surrounding rock is stable and controllable, and meets the requirements of safe use.Key words: extra thick gob side entry driving support近年我国煤矿采用小煤柱护巷和无煤柱开采、提高煤炭资源回收率已成为各大矿区主要发展方向。