2023年2月Feb.,2023doi：10.3969/j.issn.1672-9943.2023.01.003厚硬顶板沿空窄煤柱合理宽度研究朱伟1，索志亮2，王天一3（1.淮北矿业股份有限公司杨柳煤矿，安徽淮北235121；2.中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116；3.徐州徐工基础工程机械有限公司，江苏徐州221001）［摘要］以杨柳煤矿1077工作面为研究背景，以采空区侧向基本顶破断结构为基础，建立窄煤柱受力模型，通过极限平衡理论计算窄煤柱留设宽度范围。在理论计算结果的基础上，采用数值模拟软件，对比分析了不同煤柱宽度下的围岩应力分布情况，确定了留设煤柱合理宽度为5m，并用于现场试验，取得了较好的技术及经济效果。［关键词］沿空掘巷；窄煤柱宽度；厚硬顶板；数值模拟［中图分类号］TD822.3［文献标识码］A［文章编号］1672-9943（2023）01-0008-030引言随着煤炭资源开采强度的增加，我国中部矿区许多煤矿面临资源枯竭和接替紧张的局面，而宽煤柱护巷造成了巨大的煤炭资源损失［1］。在窄煤柱护巷方法下，复杂的沿空巷道施工条件让煤柱的留设宽度问题成为无煤柱（窄煤柱）护巷生产设计中的重点难题［2］。为解决上述难题，煤炭企业广泛开展无煤柱开采技术研究，许多矿井通过工程类比和经验公式决定沿空巷道煤柱宽度和支护方案，但是我国各矿区煤炭开采条件千差万别，一味地借鉴经验公式不能很好地解决煤柱宽度留设问题［3］。1工程概况杨柳煤矿隶属淮北矿业股份有限公司，矿井位于安徽省淮北市濉溪县境内。该矿1077工作面位于107采区左翼，1077里区段回风平巷南部与1075工作面采空区相邻。1077里区段回风联巷自1075里区段运输平巷联巷施工，西至1077开切眼。1077工作面巷道布置如图1所示。图11077工作面巷道布置2煤柱宽度理论计算在采煤工作面不断向前推进的过程中，采空区悬顶面积不断增加，承受载荷攀升至其强度极限后工作面基本顶发生初次破断。随着采出空间的不断扩大，工作面基本顶随着推进发生周期性破断，如图2所示。基本顶破断后，在工作面侧向整体形成“三铰拱”结构，如图3所示。采空区边缘上方基本顶破断形成的弧形三角形块（称为关键块B）对沿空掘巷稳定性会起关键作用［4］。图2工作面周期性破断示意图3采空区侧向基本顶破断结构根据库伦-摩尔破坏准则，巷道两边煤体边缘最先受损破坏，并逐步向深部扩展，直至弹性应力区边界。煤柱在错开应力峰值区的同时，还起到隔离采空区和维持沿空巷道日常使用的作用，所以煤基金项目：国家自然科学基金（51874278）；江苏...
