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1、沿空送巷小煤柱的留设及应用赵明强，华心祝,周华龙(安徽理工大学资源开发与管理工程系，安徽淮南232001)摘要:通过对沿空送巷小煤柱留设意义的分析认识，从煤巷两帮煤体应力和极限平衡理论、极限平衡非圆形巷道的圆形标准化理论方面对祁东煤矿现场进行方案设计，对现场有较强的指导意义，具有一定的推广应用价值。关键词:小煤柱;极限平衡;沿空送巷屮图分类号:TD823文献标识码:A文章编号:1008-8725(2008)01-0044-03RetainingandApplicationofSmallCoal-PillarZHAOMing-qiang,HUAXin-zhu,ZHOUHu
2、a-long(DepartmentofResourcesExplorationandManagementEngineering,AnhuiUniversityofScieneeandTechnology,Huainan232001,China)Abstract:Byanalyzingandunderstandingthesignificaneeofsmallcoal-pillarretaining,theprogramsaredesignedatQidongCoalMineaccordingtocoalstressofcoalroadwayribsandlimitede
3、quilibriumtheory,andthecircularstandardizedtheoryoflimitedequilibriumnon-circularroadway.Therearemoredirectionsign讦-icancesforfieldengineerjng.Ithassomevalueofgeneralizationandapplication.Keywords:smallcoal-pillar;limitedequilibrium;sendingroadwaysalonggoaf0前言煤炭作为不可再生资源，随着不断的开采，煤炭资源也越来越显
4、得宝贵。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。大量的现场实践证明，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。n前许多煤柱尺寸的确定都采用经验类比法，其至还有很多还采用宽煤柱护巷，大大地浪费了煤炭资源。如何根据巷道围岩的具体条件,合理确定深井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的意义。1工作面地质条件祁东煤矿3246工作面标高为-540^-618m,工作面走向长909m,倾向宽186m。地面平均标高2018m;32煤层厚116^216nv平均煤厚2123m,煤层厚度较稳定，靠近断层处煤层有变
5、薄现象,煤层结构较复杂，含一层夹肝，夹砰为灰黑色泥岩，厚度0106^015mo伪顶局部存在泥岩伪顶,厚度为0-0137m;直接顶局部深灰穡泥岩、粉砂岩，含铝质，致密块状，裂隙发育,含植物化石碎片，厚度2146-5187m,平均厚度316m;基本顶浅灰)灰白色细砂岩，致密坚硬，矿物成分以石英为主,次为长石和暗色矿物，硅质胶结，不显层理，裂隙发育，平均厚度为10127m0底板浅灰)灰色泥岩，致密碎块状及块状，厚度3128-7137平均厚度为3179rm煤层有粉砂岩或泥岩伪顶,局部无直接顶。2祁东煤矿小煤柱留设211合理小煤柱尺寸确定方法rti于巷道围岩应力的复杂性和围岩力学
6、参数难以准确测定，采用纯力学计算困难。因此，文中将从工程实践和数值计算两个方面综合分析，从而准确确定合理的煤柱尺寸。极限平衡理论设计的理论基础有两个:一是弹塑性理论;二是悬吊理论。井下巷道的开挖工作,破坏了底层原岩应力的平衡状态，导致巷道周边岩体内应力的重新分布和集中。如果巷道周边围岩的集屮应力小于煤岩体强度，此时围岩的物理状态保持不变，煤岩体处于弹性状态;如果围岩局部区域的应力超过煤岩体强度,则这部分煤岩体的物理性质就要发生变化，巷道周围就会产生一定的极限平衡区，同时引起应力向围岩深部转移[1]。212合理煤柱宽度的确定[2]~[5]为了避免固定支承压力或残余支承压力
7、对巷道的影响，减小巷道围岩移近率以使巷道保持稳定，降低区段煤柱损失，区段平巷的护巷煤柱宽度应尽可能小一些。在采用锚杆支护的区段平巷，如果护巷煤柱过窄，由于高应力的作用，煤柱破裂而使锚杆可能安设在破碎闱岩屮,致使锚杆锚固力减弱，使其支护作用降低。因此其合理煤柱宽度(见图1)0图1合理煤柱宽度B=xl+x2+x3,x3=0115^0135(xl+x2)(1)式中xl)))上区段开采在煤体内形成的极限平衡区宽度；x2)))锚杆锚入煤体的深度，可以由巷道掘进时产生的破碎区和塑性区来确定；x3)))安全系数。⑴极限平衡区宽度将煤体视为均质连续体(収
