高瓦斯煤层群保护层工作面留设煤柱合理宽度

徐超^1,2，李小芳¹，王凯¹，郭超飞¹，付强¹，鞠杨¹

1. 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室煤炭资源与安全开采国家重点实验室应急管理与安全工程学院2. 阳泉煤业(集团)有限责任公司

摘 要：以神东矿区保德煤矿高瓦斯煤层群为工程背景,对保护层8^#煤层留设煤柱的自身稳定性及其对被保护层的卸压效果进行研究.结果表明:煤柱宽度越大,则煤柱内部塑性区占比、垂向应力、水平变形均越小,煤柱稳定性越高;煤柱下方卸压盲区中不同底板深度处的垂向应力与煤柱宽度呈不规则关系,据此将煤柱底板不同深度区域划分为垂向应力-底板埋深负相关区（底板埋深0～15 m）、垂向应力-底板埋深过渡区（底板埋深15～30 m）、垂向应力-底板埋深正相关区（底板埋深大于30 m）3个区域;煤柱宽度对完全卸压区域的范围及卸压程度几乎无影响,11^#煤层完全卸压后膨胀变形量达0.7%,最小垂向应力仅为0.57 MPa;11^#煤层卸压盲区宽度为57 m,现场实测结果与数值模拟结果基本吻合.综合考虑煤柱稳定性、被保护层卸压效果、资源回收率方面因素,建议将保护层8^#煤层中留设煤柱宽度优化为25～30 m.

关键词：保护层开采;煤柱宽度;煤柱稳定性;卸压盲区;