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1工作面概况
A 矿井煤炭地质条件较为复杂，现阶段正回采 9#煤层和 10# 煤层，二者属于近距离开采煤层，上层 9#煤层开采已经结束，10# 煤层工作面处于上层煤采空区之下，上层煤遗留煤柱及其停采位置对 10# 煤层开采有较大的影响，包括煤柱尺寸留设、巷道支护、周期来压、支承压力等，这些因素相互作用，最终影响工作面停采线的确定。10# 煤层倾角为 4°～10°。现阶段正回采 10105 工作面，该工作面位于 10# 煤层轨道大巷的右侧，上部为 9101、9103、9201、9203 和 9205 工作面采空区，东部和北部均为实体煤层，南部有轨道大巷、一采区回风大巷、胶带大巷，西部与 10109 工作面间隔接近 300 m。
2 数值计算模型建立及计算方案
结合矿井实际条件建立 10105 工作面数值模型，选择库仑-摩尔模型，采空区为 null。模型长、宽、高分别为 280 m、200 m、100 m，埋深取 260 m，模拟工作面推进过程中煤柱变形特征及超前支撑压力分布情况，采用分步计算开挖的方式，采空区选用 null 单元，冒落矸石采用相似材料替代。每间隔 2 m 设置一个监测点，检测工作面推进过程中工作面超前支承压力和巷道围岩最大垂直压力的变化情况。
3 数值模拟结果分析
3.1 工作面前方煤柱超前支承压力
模拟得到，工作面推进过程中，工作面前方煤柱应力曲线将同步前移，靠近工作面煤壁约 8.5 m 形成应力峰值，最高超前支承压力值为 14.65 MPa，应力集中系数在 2.2 左右[3- 4]。在工作面煤壁前方约 22 m 处出现支承压力剧烈变形的情况，当工作面顶板下沉时，此区域煤体出现严重的压裂变形破坏，支承压力高，巷道变形大。在工作面煤壁前方约 74 m 处，煤体支承压力开始接近原岩应力，可判断工作面回采影响最远距为 74 m。因此，综采工作面保护煤柱宽度不得小于74 m，也就是停采线位置与 10# 煤层轨道大巷距离不小于 74 m。
3.2 煤柱尺寸对轨道大巷的应力影响
在工作面推进过程中，10105 工作面与轨道大巷间的煤柱宽度越来越小，大巷受超前支承压力的影响越来越大。结合矿井围岩实际条件，将轨道大巷围岩最大垂直应力与原岩应力的 1.1 倍作为安全标准，模拟出最佳煤柱宽度范围。未受 10105 工作面采动影响前，轨道大巷两帮出现应力集中现象，顶底板以卸压为主，最大垂直和水平应力分别为 6.47 MPa、2.25 MPa。模拟得到，当煤柱宽度为 120 m 时，轨道大巷最大垂直应力为 6.46 MPa，接近原岩应力;当煤柱宽度为 76 m 时，轨道大巷最大垂直应力与原岩应力比值为1.09，在安全标准值范围内;当煤柱宽度为 68 m 时，轨道大巷最大垂直应力与原岩应力比值为 1.13，超过安全标准值范围;当煤柱宽度分别为 64 m、40 m 时，轨道大巷最大垂直应力与原岩应力比值为 1.31、1.70，均超过安全标准值范围。由此可知，轨道大巷受采动影响较大，变形破坏情况严重。随着煤柱宽度的增加，10# 煤层轨道大巷最大垂直应力系数变化情况如图 1 所示。煤柱宽度与最大垂直应力系数呈负相关，煤柱宽度越大，应力系数越小。当煤柱宽度为 72～76 m 时，垂直应力系数小于 1.1，对轨道大巷围岩影响较小。因此，比较合理的停采线位置应距离轨道大巷 72～76 m。
.3 煤柱变形特征
当工作面接近停采线位置时，即停采线位置距离10# 煤层轨道大巷约 76 m 时，观测上覆岩层下沉及相邻硐室变形情况，以确保巷道硐室的安全[5]。图 2 为接近停采线位置时巷道硐室应力分布情况。分析图 2 可知，当工作面接近停采线位置时，煤体上方岩层下沉变形比较严重，煤壁前方 76 m 范围内煤体出现压缩变形的情况，顶底板受变形影响，区边界近似为弧形曲线。合理的巷道布置位置应在弧形曲线以外，即 76 m范围外，以最大程度减小巷道受采动作用的影响。距离 10105 工作面最近的巷道有 2 条，即 9# 煤层变电所和 10# 煤层轨道大巷。随着工作面的推进，2 条巷道或硐室的顶底板水平位移量逐渐增加，两帮变形量尤为明显。同时，在工作面推进过程中，轨道大巷围岩变形速率也在逐渐增加，与工作面推进距离呈正相关，巷道两帮变形破坏严重。2 条巷道或硐室的变形量较为接近，但变形速率有较大差异。9# 煤层变电所速率先由小变大、再由大变小，表明工作面推进一定距离后，变电所处于应力降低区。为最大程度保证道安全，其设置时应尽可能布设在回采影响弧形圈以外，此时停采线距离轨道大巷约 76 m。
4 结语
综采工作面停采线位置的确定需要综合考虑各方面因素，包括支承压力、巷道煤柱等。通过传统方式确定停采线位置具有一定的盲目性，尤其对于近距离下层煤开采情况，运用数值模拟手段可以最大程度掌握支承压力分布规律，以确定最合理的停采线位置。通过煤柱支承压力分布规律，可初步确定停采线距离轨道大巷 74 m。而当停采线附近煤柱宽度超过 76 m时，轨道大巷垂直应力系数接近 1.1，此时合理的停采线位置应在 72～76 m。工作面推进过程中，工作面采动作用会影响 9# 煤层变电所和 10# 煤层轨道大巷，巷道应布设在回采影响弧形圈以外。结合矿井实际情况，综采工作面停采线距离轨道大巷应为 76 m。
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