笔者以蔚县矿区兴源矿为例，提出松散含水层下薄基岩区房式保水开采方案，该案例属于“煤一水”双资源型矿井开采技术与方法中优化开采方法与参数工艺的工程应用，通过煤房煤柱宽度设计理论，研究房式开采对顶板覆岩破坏的基本特征，旨在不进行疏放水的前提下解放新生界松散层水体下部分煤柱，进而实现“煤一水”双资源型矿井开采。

1 工程背景    

兴源矿6号煤倾角20一50，平均30，厚度2. 5-3. 0 m，在井田南部含1层厚度0. 25 } 0. 78 m的泥岩夹砰。煤层顶板岩性为泥岩、粉砂岩、细砂岩，底板岩性为粉砂岩、细砂岩及泥岩。四采区南部基岩厚度30 } 55 m，松散层厚度140一245 m，松散层下段砂砾石含水层厚度7. 50一34. 30 m，岩性为粗砂、砾石及砾卵石，通过补勘施工的兴补1孔得该段抽水试验单位涌水量4.746 L/(5·m}，渗透系数为5. 832 m/d ,水位标高1 017. 698 m。水质类型为HC03 -Ca-Mg型，矿化度小于0. 5 g/L。该含水层富水性弱一中等，在古河道部位富水性强。    

根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中规定，水体采动等级为I级，不允许导水裂隙带波及到水体，而6号煤顶板基岩厚度小于导水裂隙带高度，不适合采用长壁采煤法，只有优化开采方法与参数工艺才能实现安全采煤。    

煤层开采后，顶板上覆水体是否能构成开采的威胁，关键在于含水层富水性及导水裂隙带发育高度，覆岩破坏一旦波及到强含水体，就会导致水体溃入井下，若开采后顶板覆岩的裂隙带发育高度触及不到强含水体，则采煤就是相对安全的。从这个意义上讲，水体需作为一个整体加以保护，回采时应严格控制覆岩破坏高度，因此，笔者提出采用房式采煤法解放新生界松散含水层下薄基岩区6号煤呆滞资源，实现“煤一水”双资源型矿井开采。

2 房式开采煤房宽度设计    

在煤层中开掘巷道或煤房后，顶板岩层被巷道或煤房两侧煤柱支撑，形成类似“梁”的结构。根据两侧煤柱对顶板岩梁的约束条件，顶板岩梁按“固支梁”进行分析，力学模型如图5所示。

3 基于让压理论的煤柱宽度设计    

煤柱主要用来支撑上覆岩层自重和保护巷道或煤房的完整性，以及控制地表沉陷，由于煤柱宽度设计不合理，就有可能引起煤柱失稳。对于新生界松散层水体下采煤，煤柱失稳造成上覆岩层破坏，进而形成溃水溃砂事故，如图6所示，6408工作面基岩厚度35}42m，按采6 m留3 m开采，二开切眼开采到45 m位置时5号采房顶板初次来压后发生涌水，初期水量30 m;/h，后期稳定水量13 m3/h，之后三开切眼采用采5 m留5 m方式回采，未发生顶板涌水情况。因此，研究煤柱强度和煤柱载荷的计算方法，合理的确定煤柱宽度，对于确保煤柱的稳定性具有重要的意义，笔者基于屈服煤柱的力学特性，并在传统的安全系数设计理念中引入压力拱理论，提出了房柱式保水开采煤柱设计方法。    

不同用途的煤柱尺寸和所需要保持稳定的时间不相同，其力学机理和上覆载荷分布规律也不相同，不同类型煤柱上的应力分布如图7所示。