在矿井边界进行煤层开采时,所留设的矿井边界防隔水煤岩柱能否抵抗由于老空区积水而逐渐增大的静水压力成为了疑问,针对矿井边界合理煤柱宽度问题,本文探讨了矿井边界防隔水煤岩柱在矿山压力作用下的不同物性状态,结合内应力场理论,分别考虑了老空水从煤层方向和导水裂隙带上限岩柱方向上发生突水的可能,认为留设的煤柱宽度应该既能抵抗老空水从煤层方向突水,也能防止老空水从煤柱上方岩柱侵入另一侧工作面顶板。

探讨了目前防隔水煤(岩)柱留设计算公式存在的缺陷,通过分析老空区边界以及掘进巷道两帮围岩受力特征及其破坏状态,提出防隔水煤(岩)柱应为三部分组成:掘进巷道两帮塑性区、防隔水煤(岩)柱中间弹性区、以及老空区边缘塑性破坏区。结合极限平衡以及材料力学相关理论,提出了老空区侧掘进巷道防隔水煤(岩)柱留设公式。经实例验证该计算公式是可行的。

针对一些矿井初步设计中留设边界防隔水煤岩柱不合理而引发矿井老空水矿难的现实,探讨了影响矿井间边界防隔水煤岩柱安全稳定性的因素,提出应充分考虑煤岩柱受覆岩应力破坏变形、覆岩受采动影响产生岩移破坏等,综合分析计算煤柱有效稳定性弹性核区宽度、覆岩导水裂缝带上限岩柱宽度及其抗静水压能力等,择优选取留设矿井边界防隔水煤岩柱。以济宁煤田济宁二矿与三矿边界煤柱的留设为例,计算其边界煤柱留设尺寸为99.56m,较原设计的40m有较大出入,据此对两矿井边界隔离煤柱进行了相应调整,确保了矿井的安全生产。该方法也可用