当两个溶腔完成开挖，并达到初始平衡三个月后，参考7.2.3节中确定的极限运营气压，溶腔的最低运营气压为6 MPa，最高运营气压为18 MPa，为考查矿柱的极限安全宽度，在两个溶腔内进行同步注采，气压在三个月内从开挖完成后的13.3 MPa线性降低至6 MPa。由于是对称模型，可以取一半模型进行计算，安全系数的定义与前相同。

图7-23　气压降低至6 MPa时，矿柱盐岩安全系数分布图

图7-23给出了气压降低至6 MPa时矿柱的安全系数分布，从图中可以看出，内夹层对矿柱的稳定性有着明显的影响，在点A位置，内夹层附近盐岩的安全系数明显低于其他位置，并且已经出现破损。矿柱的安全宽度直接取决于二者界面材料是否贯通，若在内夹层和盐岩交界面处，内夹层或者盐岩的破坏区域沿水平方向贯通整个矿柱，则矿柱整体破坏。为此，采用与本书5.5节相同的方法进行分析，选取矿柱上内夹层下界面上的泥岩单元和盐岩单元进行研究，如图7-24所示。两层单元的安全系数如图7-25所示。

图7-24　内夹层界面盐岩和泥岩单元示意图

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图7-25　D=W时，夹层界面盐岩和泥岩单元安全系数SF曲线

从图7-25可以看出，在矿柱边缘盐岩和泥岩受到内压和造腔扰动影响较大，盐岩和泥岩的变形差异也较大，二者所处的应力状态极差，因此矿柱边缘的安全系数较低，而在矿柱对称轴附近的盐岩和泥岩由于受到内压以及溶腔开挖的影响较小，安全系数较高。泥岩单元和盐岩单元在围岩附近均出现了破损，泥岩夹层的破损长度达到7 m，接近此处矿柱宽度的18%；盐岩单元的破损长度较小，仅为2 m左右。综合二者破损情况而言，虽然矿柱沿水平方向破坏没有贯通，但其安全性较低，建议增加矿柱宽度，以提高其安全性。

为了计算矿柱的安全宽度，本书计算了矿柱宽度D分别为2W和3W情况下，泥岩单元和盐岩单元的安全系数，如图7-26、图7-27所示。可以看出，随着矿柱宽度的增加，泥岩单元和盐岩单元的安全系数稳步提高，尤其泥岩单元在围岩的破损长度逐步减小，当D=3W时，已全部处于安全区域，由此建议溶腔的最小安全宽度为3W。文献[99，109]针对垂直型盐岩溶腔给出的矿柱最小安全宽度为2W～3W，但是都没有考虑夹层界面破坏带来的影响，因此本文得出的水平盐岩溶腔矿柱最小安全宽度大于垂直型盐岩溶腔是可以理解的。

图7-26　D=2W，夹层界面盐岩和泥岩单元安全系数SF曲线

图7-27　D=3W，夹层界面盐岩和泥岩单元安全系数SF曲线