灵新煤矿地下水库煤柱坝体合理尺寸研究 论文

近年来，煤矿地下水库技术已成为西部地区保护和利用矿区水资源的重要手段，地下水库矿井水更是成为了西部地表生态灌溉的重要水源之一。灵新煤矿的近距离倾斜煤层群采掘地质条件为背景，在该矿首座煤矿地下水库建设过程中，遇到的煤柱坝体留设问题备受关注。采用数值模拟的方法，研究了六采区工作面开采和水库储水压力两大因素对煤矿地下水库煤柱坝体的影响。

研究表明，工作面回采后，煤柱坝体及邻近围岩中会产生塑性区。随着煤柱坝体宽度的增加，塑性区相互贯通的趋势逐渐减弱。当煤柱坝体宽度增至50米时，塑性区相互贯通的现象消失；而当宽度增加到60米时，塑性区间距扩大至40米左右。在储水压力作用下，煤柱坝体及邻近围岩中的塑性区裂隙将发生二次扩展，水压增大时裂隙扩展长度也随之增加。在3 MPa水压（储水高度300米）下，裂隙扩展长度可达5米左右。因此，为防止水力作用下煤矿地下水库透水灾害的发生，建议煤柱坝体的合理尺寸应取60米。