通过图10可以看出，煤柱下方底板破坏集中在煤柱边缘侧，而煤柱正下方底板破坏区域较小，笔者 猜测其原因在于煤柱正下方底板单元受煤柱水平应力与垂直应力影响较大，单元处于双向受压的高应力状 态，主应力差较小，导致莫尔圆较小，因此不易发生破坏：而位于煤柱边缘侧底板单元，既受到煤柱应力 集中作用，同时又受到采空区的卸压作用，因此主应力差较大，易发生破坏。随着煤柱宽度增大，煤柱下 方底板破坏宽度与深度均随之发生一定程度的变化，当煤柱宽度为25m时，底板破坏宽度达到5m,破坏 深度达到7m,大于10号煤层与11号煤层平均间距6.6m,因此，11号煤层工作面回采巷道距离10号煤层 煤柱边缘距离应至少大于5m,避免巷道处于底板破坏区。 4围岩控制技术研究 上述已知11号煤层11-1021巷受到煤柱应力集中作用，因此针对11号煤层回采巷道的围岩控制技术， 需要进一步进行理论分析。已知巷道围岩塑性区分布对巷道围岩支护设计有重要指导作用，对巷道支护进 行合理设计，则必须了解围岩塑性区分布情况。将底板应力场考虑为三维问题，时，根据回坡底煤矿现 场实际地应力测试结果显示Z方向应力（亿方向垂直于图9XOY平面）与X方向应基本相等，【 即中间主应 力与X方向应力相等。此时主应力计算公式为： 0=0x (7) 0x+0 03= 联立(6)、（⑦）两式可以计算得到煤柱下方底板最大效大小，同时，最大主应力方向与水平方向夹角 公式 a=arctan(-) (8) 因此，联立(6)、（⑦）、(8)三式便可得到煤柱底板最大主应力大小与方向矢量图。由于不同煤柱宽度下底 板最大主应力方向矢量图基本相似，因此，此处只列举煤柱宽度为20m时，煤柱底板最大主应力方向矢 量图，如图11所示。 Coal pillar 40 30 0 10 20 30 40 a/HlH月HHll这m ess than90° The stress deflection Stress deflection less than 90 222447/ 0 12 2222232866885888 FBB53J33499900755888885885800 20 33333200066777/5588888888888 22 图11煤柱下方底板最大主应力方向矢量图 Fig.11 Vector diagram of maximum principal stress direction of floor under coal pillar 回坡底煤矿10号与11号煤层在未开采条件下，最大主应力方向为水平方向，但由于孤岛煤柱作用， 导致煤柱底板下方最大主应力发生偏转，偏转角约为90°，随着与煤柱中心线的距离越大，最大主应力 偏转角度逐渐减小，但最大主应力方向总是来自孤岛煤柱方向。最大主应力偏转会直接影响巷道围岩塑性 区的分布，己知双向不等压条件下，巷道围岩任意一点应力状态为2：通过图 10 可以看出，煤柱下方底板破坏集中在煤柱边缘侧，而煤柱正下方底板破坏区域较小，笔者 猜测其原因在于煤柱正下方底板单元受煤柱水平应力与垂直应力影响较大，单元处于双向受压的高应力状 态，主应力差较小，导致莫尔圆较小，因此不易发生破坏；而位于煤柱边缘侧底板单元，既受到煤柱应力 集中作用，同时又受到采空区的卸压作用，因此主应力差较大，易发生破坏。随着煤柱宽度增大，煤柱下 方底板破坏宽度与深度均随之发生一定程度的变化，当煤柱宽度为 25m 时，底板破坏宽度达到 5m，破坏 深度达到 7m，大于 10 号煤层与 11 号煤层平均间距 6.6m，因此，11 号煤层工作面回采巷道距离 10 号煤层 煤柱边缘距离应至少大于 5m，避免巷道处于底板破坏区。 4 围岩控制技术研究 上述已知 11 号煤层 11-1021 巷受到煤柱应力集中作用，因此针对 11 号煤层回采巷道的围岩控制技术， 需要进一步进行理论分析。已知巷道围岩塑性区分布对巷道围岩支护设计有重要指导作用，对巷道支护进 行合理设计，则必须了解围岩塑性区分布情况。将底板应力场考虑为三维问题，同时，根据回坡底煤矿现 场实际地应力测试结果显示 Z 方向应力(Z 方向垂直于图 9 XOY 平面)与 X 方向应力基本相等，即中间主应 力与 X 方向应力相等。此时主应力计算公式为： 2 2 1 2 2 2 3 + 2 2 2 2 x y x y xy x x y x y xy                                              (7) 联立(6)、(7)两式可以计算得到煤柱下方底板最大主应力大小，同时，最大主应力方向与水平方向夹角 公式为： 1 arctan( ) x xy       (8) 因此，联立(6)、(7)、(8)三式便可得到煤柱底板最大主应力大小与方向矢量图。由于不同煤柱宽度下底 板最大主应力方向矢量图基本相似，因此，此处只列举煤柱宽度为 20m 时，煤柱底板最大主应力方向矢 量图，如图 11 所示。 图 11 煤柱下方底板最大主应力方向矢量图 Fig.11 Vector diagram of maximum principal stress direction of floor under coal pillar 回坡底煤矿 10 号与 11 号煤层在未开采条件下，最大主应力方向为水平方向，但由于孤岛煤柱作用， 导致煤柱底板下方最大主应力发生偏转，偏转角约为 90°，随着与煤柱中心线的距离越大，最大主应力 偏转角度逐渐减小，但最大主应力方向总是来自孤岛煤柱方向。最大主应力偏转会直接影响巷道围岩塑性 区的分布[19]，已知双向不等压条件下，巷道围岩任意一点应力状态为[20-25]： 录用稿件，非最终出版稿