Vol.28 No.11 谢广祥等：煤柱宽度对综放面围岩应力分布规律影响 。1007。 直应力沿走向变化曲线.由图可知，不同煤柱宽 极窄小煤柱，如3)，而巷帮实体煤应力逐渐升 度下综放面围岩垂直应力沿走向的变化规律：(1) 高直至峰值；(3)工作面附近在一定范围内煤柱及 随煤柱宽度增加，煤柱内应力逐渐增加，而巷帮实 巷帮实体煤处于应力降低区，工作面后方随离工 体煤应力逐渐降低：(2)随工作面临近煤柱内应力 作面距离的增大而煤柱应力逐渐升高直至稳定， 逐渐升高，沿走向在工作面前方出现应力峰值（除 采空区均处于低应力状态 煤柱宽 120r 140 煤柱宽 100 7m 120 3m 0-5m +7m 10m +15m 40 容 -20m 20 050 -150-50 50150250300 0 -150-50 50 150 250300 至工作面水平距离/m 至工作面水平距离/m a 6) 图4不同煤柱宽度煤体垂直应力沿走向变化曲线.(a)煤柱：(b)实体煤 Fig.4 Vertical stress curves of coals with different pillars on the strike (a)coal pillar (b)coal entity 3.3不同煤柱宽度下综放面围岩垂直应力沿倾 的应力峰值.这说明煤柱宽度较小时，载荷主要 向变化规律 由巷帮实体煤承担：煤柱宽度较大时，应力逐渐向 距工作面不同距离处，沿倾向不同煤柱宽度 煤柱上方转移，煤柱承载作用增大.(3)随着煤柱 下煤柱和巷帮实体煤垂直应力变化曲线如图5所 宽度的增大，煤柱内应力峰值的位置距巷道上帮 示.由图可知：(1)巷帮实体煤应力峰值有随煤柱 煤壁的距离有逐渐增大的趋势，而巷帮实体煤内 宽度增加而减小的趋势，而煤柱内应力峰值有随 垂直应力峰值的位置变化不大.(4)除宽度20m 煤柱宽度增加而增大的趋势.(2)煤柱宽度(3,5， 的煤柱内垂直应力曲线形态仅在工作面前方一定 7,10m)较小时，煤柱内的垂直应力峰值小于巷帮 距离远为双峰形外，其他煤柱宽度时应力曲线均 实体煤内的应力峰值；而当煤柱宽度(15,20m)较 为单峰形，而巷帮实体煤内应力曲线则都呈单峰 大时，煤柱内的垂直应力峰值大于巷帮实体煤内 形态. 140 120 120 煤柱宽 煤柱宽 100 +3m 100 十3m -5 m -7m 7m 10m 60 15m +20m 20 00 -40-30-20-100 102030 40 0 -40-30-20-100 10203040 沿倾向至下帮煤壁距离m 沿倾向至下帮煤壁距离加 (a) b 图5沿倾向不同煤柱宽度煤柱和巷帮实体煤垂直应力变化曲线.(a)2125m(b)11.25m Fig.5 Vertical stress of coal pillar and coal entity at different pillar widths:(a)21.25 m:(b)11.25m 综上所述，随煤柱宽度的增加，煤柱内垂直应 值，煤柱起主要承载作用 力峰值逐渐增大，而巷帮实体煤内的垂直应力峰 3.4不同煤柱宽度垂直应力峰值特征变化规律 值则逐渐减小.因而随煤柱宽度的增加，煤柱承 综合分析可得综放面垂直应力峰值特征随护 载能力逐渐提高，巷帮实体煤内的应力有逐渐向 巷煤柱宽度变化的分布规律（图6和图7）：(1)煤 煤柱转移的趋势.当煤柱宽度达到一定值时（如 柱和巷帮实体煤内沿走向的垂直应力峰值位置到 15m),煤柱内和巷帮实体煤内的应力峰值大体相 工作面煤壁距离均随煤柱宽度增大而减小.(2) 等，这时煤柱和巷帮实体煤同时承受着较大的应 煤柱内沿倾向的垂直应力峰值位置到巷道上帮煤 力峰值：煤柱宽度进一步增大后（如20m),煤柱 壁的距离随煤柱宽度的增大而逐渐增大，巷帮实 内的序力峰镇大大超巷耜实体煤内的腐办蜂。P体煤沿倾向的垂直应峰值.黑到巷道下帮煤甓in©直应力沿走向变化曲线.由图可知 , 不同煤柱宽 度下综放面围岩垂直应力沿走向的变化规律 :(1) 随煤柱宽度增加 ,煤柱内应力逐渐增加 ,而巷帮实 体煤应力逐渐降低;(2)随工作面临近煤柱内应力 逐渐升高 ,沿走向在工作面前方出现应力峰值(除 极窄小煤柱 , 如 3 m), 而巷帮实体煤应力逐渐升 高直至峰值;(3)工作面附近在一定范围内煤柱及 巷帮实体煤处于应力降低区, 工作面后方随离工 作面距离的增大而煤柱应力逐渐升高直至稳定, 采空区均处于低应力状态 . 图 4 不同煤柱宽度煤体垂直应力沿走向变化曲线.(a)煤柱;(b)实体煤 Fig.4 Vertical stress curves of coals with different pillars on the strike:(a)coal pillar;(b)coal entity 3.3 不同煤柱宽度下综放面围岩垂直应力沿倾 向变化规律 距工作面不同距离处, 沿倾向不同煤柱宽度 下煤柱和巷帮实体煤垂直应力变化曲线如图 5 所 示.由图可知 :(1)巷帮实体煤应力峰值有随煤柱 宽度增加而减小的趋势 ,而煤柱内应力峰值有随 煤柱宽度增加而增大的趋势.(2)煤柱宽度(3 , 5 , 7 , 10 m)较小时,煤柱内的垂直应力峰值小于巷帮 实体煤内的应力峰值 ;而当煤柱宽度(15 , 20 m)较 大时, 煤柱内的垂直应力峰值大于巷帮实体煤内 的应力峰值.这说明煤柱宽度较小时 , 载荷主要 由巷帮实体煤承担;煤柱宽度较大时,应力逐渐向 煤柱上方转移 ,煤柱承载作用增大 .(3)随着煤柱 宽度的增大 ,煤柱内应力峰值的位置距巷道上帮 煤壁的距离有逐渐增大的趋势, 而巷帮实体煤内 垂直应力峰值的位置变化不大 .(4)除宽度 20 m 的煤柱内垂直应力曲线形态仅在工作面前方一定 距离远为双峰形外 , 其他煤柱宽度时应力曲线均 为单峰形, 而巷帮实体煤内应力曲线则都呈单峰 形态 . 图 5 沿倾向不同煤柱宽度煤柱和巷帮实体煤垂直应力变化曲线.(a)21.25 m;(b)11.25 m Fig.5 Verti cal stress of coal pillar and coal entity at different pillar widths:(a)21.25 m;(b)11.25 m 综上所述, 随煤柱宽度的增加 ,煤柱内垂直应 力峰值逐渐增大, 而巷帮实体煤内的垂直应力峰 值则逐渐减小.因而随煤柱宽度的增加 ,煤柱承 载能力逐渐提高, 巷帮实体煤内的应力有逐渐向 煤柱转移的趋势 .当煤柱宽度达到一定值时(如 15 m),煤柱内和巷帮实体煤内的应力峰值大体相 等,这时煤柱和巷帮实体煤同时承受着较大的应 力峰值 ;煤柱宽度进一步增大后(如 20 m), 煤柱 内的应力峰值大大超过巷帮实体煤内的应力峰 值,煤柱起主要承载作用 . 3.4 不同煤柱宽度垂直应力峰值特征变化规律 综合分析可得综放面垂直应力峰值特征随护 巷煤柱宽度变化的分布规律(图 6 和图 7):(1)煤 柱和巷帮实体煤内沿走向的垂直应力峰值位置到 工作面煤壁距离均随煤柱宽度增大而减小 .(2) 煤柱内沿倾向的垂直应力峰值位置到巷道上帮煤 壁的距离随煤柱宽度的增大而逐渐增大 ,巷帮实 体煤沿倾向的垂直应力峰值位置到巷道下帮煤壁 Vol.28 No.11 谢广祥等:煤柱宽度对综放面围岩应力分布规律影响 · 1007 ·