厚煤层煤柱尺寸合理留设研究.pdfVIP

煤 炭 科 技 2015年第 4期 COALSCIENCE ＆TECHNOLOGY MAGAZINE No．4 2015 文章编号 ：1008—3731(2015104…002203 厚煤层煤柱尺寸合理 留设研究 孙志鑫 (霍州煤 电集团，山西 临汾 041000) 摘 要 ：煤柱宽度的合理留设是维持巷道稳定、防止冲击地压和次生灾害发生的重要保 障，因 此选择煤柱合理宽度时应考虑这些 因素…。本文的试验研究对象为某矿 8202工作面，首先通过 理论计算得到工作面倾向支撑应力分布规律 ，其次对4种煤柱尺寸进行数值模拟 ，得到巷道与 煤柱应力和位移分布以及破坏情况 。兼顾安全性和经济性 因素，确定 8202工作面区段的煤柱 尺寸留设为 28m。 关键词 ：煤柱：F1AC3D数值模拟；倾 向支撑压力；深部厚煤层 中图分类号 ：TD807 文献标识码 ：B 大采高综放面区段煤柱尺寸的留设不仅对巷道 2工作面倾向支承压力分布情况及理论计算 的稳定有重大影响．而且对煤矿安全高效生产具有 工作面回采过程中，改变了原岩应力的平衡性， 重大意义 煤柱尺寸过小 ．则发挥不了对巷道的支护 使其重新分布，采空区上覆岩层形成破碎区、塑性 区、 作用，导致煤矿生产不安全 ；煤柱尺寸过大，虽达到 弹性区．呈垮落松散状态．在 8202工作面不断推进 安全性要求 ．但造成资源浪费。不符合经济性要求 。 时，老顶发生回转下沉破断，形成倾向支承压力。工作 因此，需通过现场实测、理论计算 以及实验研究等方 面支承应力是选择留设煤柱尺寸的重要影响因素2[j。 式选择合理的煤柱尺寸．兼顾生产安全以及节约煤 以极限平衡理论为基础 ．建立倾向支承应力分 炭资源的要求 本文的试验研究对象为某矿 8202工 布力学模型 ．并列出平衡微分方程 。 作面，通过理论计算 ，得出应留设的煤柱宽度 ，然后 + + =o 通过 F1AC3D技术对不同煤柱尺寸进行模拟 ．最终选 a av 00v 择适合该工作面的煤柱尺寸 一 一 a + + =0 av a 1 工作面概况 = 一 (c+ ytanq~) 某矿8202大采高综放工作面标高为一440m左 Ox=Acty 右 ．工作面推进长度为 1700in．工作面长度为 150 由(1)得 ： m 。 煤层为近水平煤层 。煤层厚度为 lO．5 20m。平 ( + )e 均厚 15In．割煤高度为5m，放煤高度为 10In。直接 丁 =-(c+trytanq~) 顶为泥岩 ．厚 2．35 6．24nl，老顶为岩浆岩为主 ， nq~+2c ) (2) n 【A2K(yHta 一 厚 12．4～28．3in．直接底也为泥岩．厚 2．34～6．