大采高沿空掘巷小煤柱穩(wěn)定性分析及合理尺寸研究.pdf

1、隨著煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理調(diào)整，大中型煤礦煤炭的產(chǎn)量將繼續(xù)保持增長的勢頭，大采高綜采技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，從礦井的開拓、巷道布局以及延長礦井壽命的考慮，時常要保留一些分布規(guī)則的煤柱，用以支撐上覆巖層，從而來控制地表不均勻沉降。隨著礦井開采深度及采高的增加，煤柱寬度的對維持采場圍巖穩(wěn)定性重要性越來越突出，選擇較小的煤柱寬度亦能降低作為永久煤柱的煤炭資源的浪費。從上世紀(jì)50年代開始，國內(nèi)外已經(jīng)展開了對小煤柱護巷技術(shù)的試驗研究。目前，在大采高綜采技

2、術(shù)中煤柱的合理留設(shè)問題亟待解決。
　　 護巷煤柱寬度是礦井的開拓及安全生產(chǎn)的重要參數(shù)。穩(wěn)定性較好的煤柱將會提高礦井巷道的使用效率，降低巷道的維護成本，提高工作面的礦產(chǎn)回采率，亦將促進工作面的正常生產(chǎn)和確保安全管理。傳統(tǒng)煤柱留設(shè)方案認(rèn)為增大煤柱寬度對回采巷道圍巖穩(wěn)定性有利，但在前人的研究中發(fā)現(xiàn)不以為然，尤其是寬煤柱護巷直接導(dǎo)致工作面煤炭資源的浪費。這一顯著矛盾在大采高綜采工作面更值得關(guān)注。所以，合理兼顧采準(zhǔn)巷道穩(wěn)定性和煤炭資源采出

3、率，研究并鑒定大采高工作面回采巷道護巷煤柱尺寸的確定方法顯得尤為重要。
　　 在學(xué)習(xí)借鑒前人的研究成果的基礎(chǔ)上，本文以三元王莊煤業(yè)3045大采高工作面沿空掘巷留設(shè)小煤柱為工程背景，首先，從理論上分析了沿空掘巷頂板圍巖結(jié)構(gòu)特性、小煤柱留設(shè)原則及變形破壞規(guī)律，通過煤柱強度經(jīng)驗計算公式給出了合理煤柱的留設(shè)尺寸;其次，運用數(shù)值模擬的方法，研究分析了留設(shè)不同尺寸的煤柱時相應(yīng)的應(yīng)力分布和圍巖破壞狀態(tài);最后，根據(jù)現(xiàn)場觀測收集數(shù)據(jù)，分析得到掘巷