煤柱宽度大小不仅影响巷道的稳定性,而且对煤柱漏风也有重要的影响。针对4103轨道巷煤柱条件,采用理论分析、数值计算与现场观测验证相结合的方法,分析稳定性前提下煤柱宽度与其渗透特性的关系,提出预防煤柱自燃的合理煤柱宽度计算公式。理论分析表明:煤柱的最小宽度与其渗透特性以及漏风压差成正比,煤柱的透气性系数越大,需要阻止煤自燃的煤柱宽度越宽;煤柱两侧漏风压差越大,控制漏风引起煤柱自燃所需的煤柱越宽;从维持巷道稳定、控制巷道围岩变形在合理范围内,以及防止煤柱漏风诱发自燃的综合结果看,煤柱宽度至少7 m。现场巷道变形监测、煤柱漏风测试和煤柱自燃征兆信号监测结果表明:轨道巷两帮移近量随观测时间延长而增大并渐趋稳定,最大为98 mm;煤柱总漏风量24.67 m3/min;煤柱内温度和气体未发现明显异常。由此可见,考虑煤柱自燃提出的7 m宽煤柱实现了预计的支撑、堵漏与防火的目的。

国家自然科学基金项目(51574009)；