1、仪器安装
在222203工作面与222204工作面（该面尚未开采）间的区段煤柱内，距离切眼23m开始布置第一个测点，以后每隔4m布置一个测点，共布置6个。孔深分别为3m、5m、7m、9m、11m、12m。钻孔直径48mm，在钻孔里安装应力计进行观测。监测采用KSE-III煤体应力采集系统（图1），由KJ21-FY矿用本安型压力监测分站、KSE-III-C钢弦采集仪、地面适配器、钻孔应力计等组成，用来测量煤体应力、超前支承压力，观测人员定期携带采集仪到井下采集数据，采集数据通过适配器传入计算机，采用专用软件自动生成矿压报表，分析工作面及巷道周围应力集中区域，为超前支护范围确定及煤柱合理宽度留设提供科学依据。
2、煤柱内支承压力
由于222203工作面辅运顺槽侧的222204工作面尚未开采，此处的煤体矿方拟将其作为将来222204工作面开采后预留设的煤柱，暂称此处煤体为煤柱。
（1）煤柱内3m测点由图2可以看出，随着工作面的推进，3m钻孔测点处煤柱内应力不断增大，当3m钻孔测点距离工作面7.6m~8m间时，应力值出现急速上升，结合工作面支架压力分析，此时为工作面初次来压，对该测点有显著的影响；工作面推过测点14.5m~23.9m，结合工作面的来压分析，此时出现了较为明显的压力显现（第一次周期来压），随后应力急速下降，表明此处由于前方顶板断裂导致应力迅速减小；工作面推过测点23.9m后，煤体应力基本保持不变，这说明前方工作面的回采对此处已经基本上没有影响，据推算，第二次周期来压应该出现在工作面推过测点40m左右的位置，但对比曲线未发现异常，说明第二次周期来压未影响到该处。
（2）煤柱内5m测点由图3可以看出，随着工作面的推进，5m钻孔测点处煤柱内应力不断增大，当5m钻孔测点距离工作面11.6m~12m时，应力值出现上升，结合工作面支架压力分析，此时为工作面初次来压，初次来压对该测点有影响，但是没有3m钻孔测点处那么明显；工作面推过测点2m~18.5m间时，应力走势平缓，此时工作面采动对该测点基本影响；推过测点18.5m~19.9m间时，应力值有个迅速上升，结合工作面的来压分析，此时出现较为明显的压力显现（第一次周期来压）；工作面推过测点19.9m后，曲线走势又近乎平缓，工作面的采动对该测点也无影响；推过测点31.5m~33.2m间时，应力值又有一个上升，但是幅度没有前期那么大，此时工作面处在第二次周期来压上，说明工作面周期来压对该处的应力变化仍有影响，但是相对第一次周期来压，影响就小了一些。
（3）煤柱内7m测点由图4可以看出，随着工作面的推进，7m钻孔测点处煤柱内应力不断增大，当7m钻孔测点距离工作面15.6m~16m间时，应力值出现上升，结合工作面支架压力分析，此时为工作面初次来压，说明工作面初次来压对该测点仍有影响，但较之5m钻孔，影响又小了很多；当7m钻孔测点距离工作面2m时，钻孔应力达到最大值并保持一段距离；当工作面推过测点6.5m~14.5m间时，应力走势陡降，此时工作面出现第一次周期来压，说明此时前方顶板断裂而导致应力迅速减小；工作面推过测点14.5m后，曲线走势又近乎平缓，表明此处已经不受前方工作面采动的影响了。
（4）煤柱内9m测点由图5可以看出，随着工作面的推进，9m钻孔测点处煤柱内应力不断增大，当7m钻孔测点距离工作面19.6m~20m间时，应力值保持不变，结合工作面支架压力分析，此时为工作面初次来压，说明工作面初次来压对该测点基本没有影响，由此可以推断，工作面超前影响距离约为20m；当9m钻孔测点距离工作面6m时，钻孔应力达到最大值并保持一段距离；当工作面推过测点2.5m~10.5m间时，应力走势陡降，此时工作面出现第一次周期来压，说明此时前方顶板断裂而导致应力迅速减小；工作面推过测点10.5m后，曲线走势又近乎平缓，表明此处已经不受前方工作面采动的影响了。
（5）煤柱内11m测点由图6可以看出：11m钻孔测点随着工作面的推进应力值基本保持不变，曲线呈近水平状态，并在尾部出现一定程度的下降（应力计卸压导致），推断该钻孔应力计可能安设在夹矸泥岩中，由于围岩强度过小，钻孔周围岩体不能向应力计传递压力，以致应力计基本安装时的初始应力不发生变化。
3、煤柱内侧向支承压力
选择五个典型的时刻来分析煤柱内侧向支承压力分布规律，测点距工作面的距离分别为-6m、-2m、6m、12m、24m五个时刻，应力分布如图8所示。通过图7可知，五个时刻侧向支承压力分布曲线呈相同的起伏状态，出现两个波峰和一个波谷，应力值在5~7. 5MPa范围内。以5个应力计变化趋势而言，距工作面12m、24m两个时刻时增长幅度较平缓，说明距工作面12~24m范围内侧向支承压力受采动的影响不明显；-2m、-6m时刻，变化曲线基本重合，可以断定-2m以内为采空区后侧向支承压力受采动影响范围；测点距工作面6m、12m、24m时，侧向支承压力分布具有相同的规律：出现两个应力峰值，之间距离为6~8m，根据 “内外应力场”理论可知，在距煤壁6~8m范围内煤柱附近顶板发生侧向断裂。
4、结论
本文通过在煤柱内安装不同深度（3m、5m、7m、9m、11m、12m）的钻孔应力计，对煤柱内不同深度处应力环境进行了观测分析，得出了：煤柱内超前支承压力受采动影响范围在28m以内，煤柱超前支承压力分布受采动影响较显著。侧向支承压力分布曲线呈起伏状态，出现两个波峰和一个波谷，通过“内外应力场”理论可以推断煤柱附近顶板发生侧向断裂的位置在6~8m范围内。
作者：连平小 禚滨玉 单位：内蒙古双欣矿业有限公司
