補(bǔ)連塔井田區(qū)段煤柱參數(shù)分析

1、補(bǔ)連塔井田區(qū)段煤柱參數(shù)分析田瑞云(神東煤炭公司補(bǔ)違塔礦張民權(quán)(長(zhǎng)治職業(yè)技術(shù)學(xué)院摘要介紹了樸連塔煤礦的基皋情況。著重對(duì)區(qū)段煤拄的參數(shù)作了分析.并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)對(duì)比,若按本文優(yōu)化參數(shù)?？啥喃@利15.558億元。關(guān)鍵詞區(qū)段;煤拉;參數(shù);分析中圖分類(lèi)號(hào)TD823.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A1井田及礦井概況1.1井田概況補(bǔ)連塔井田南北走向長(zhǎng)6.31km14.4km,東西傾向斜長(zhǎng)6km14km,面積130.9km2;含煤地層為中生界侏羅系中下侏羅統(tǒng)延安組(J。一:,主要可采煤層自上而下有3層:10煤層(分叉線以東平均厚度1.66m,分又線以西平均厚度5.03m,2。2煤層平均厚度6.751Tl,3-1煤層平均厚度3.16

2、m,構(gòu)成地質(zhì)儲(chǔ)量21.2億t;地表覆蓋第四系松散層,厚度5m50m,平均厚度20m 左右,并呈東厚西薄,北厚南薄的均勻變化;1_2煤層上覆基巖厚度10m180m(其變化規(guī)律是從井田東部向西部逐步增厚,下位的2-2煤層與1_2煤層層間距為36m,再下位的3。煤層與2.2煤層層間距為30rfl.總體來(lái)講,補(bǔ)連塔井田面積大,地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,無(wú)大的斷層和褶曲,煤層賦存條件優(yōu)越,主要可采煤層厚度大、傾角緩、層位穩(wěn)定、儲(chǔ)量豐富;煤層瓦斯含量低(0.19m3/t,水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單,涌水量小(1so m3/h左右;煤層力學(xué)特性好,具體表現(xiàn)為硬度大(硬度系數(shù),=3,韌性高(韌性系數(shù)為8。煤層埋藏淺,地壓小,有利于

3、采掘活動(dòng)中頂板管理,但突出的弱點(diǎn)是燃點(diǎn)低(300左右,在失水狀態(tài)下易自燃(夏季在地面堆積3m高的煤堆自燃發(fā)火期為1個(gè)胃左右。1.2礦井概況補(bǔ)連塔煤礦始建于1987年7月,設(shè)計(jì)井型60萬(wàn)t/a(準(zhǔn)備后期擴(kuò)建到120萬(wàn)t/a。采用類(lèi)似片盤(pán)斜井開(kāi)拓,中央并列抽出式通風(fēng)、采區(qū)前進(jìn)式、工作面后退式、下行開(kāi)采順序。1989年12月。委托邯鄲設(shè)計(jì)院做補(bǔ)連塔礦井初步設(shè)計(jì)>,本次設(shè)計(jì)保留了原來(lái)形成的井位,調(diào)整開(kāi)拓方式斜井盤(pán)區(qū)大巷,劃分為兩個(gè)開(kāi)采水平去開(kāi)采,上下兩個(gè)煤組(一水平開(kāi)采上煤組:L。2煤和2-2煤,二水平開(kāi)采下煤組:31煤以下。盤(pán)區(qū)內(nèi)采用分組聯(lián)合巷道布置形式,并盡力套用原來(lái)形成的巷道系統(tǒng),一水平的

4、大巷布置在3號(hào)煤組的底板+1055水平上。設(shè)計(jì)礦井生產(chǎn)配置1個(gè)高檔工作面和4個(gè)綜采工作面(兩個(gè)分層開(kāi)采和兩個(gè)次采全高,走向長(zhǎng)壁布置,采面長(zhǎng)180m,都裝各國(guó)產(chǎn)設(shè)備。1991年8月礦井正式進(jìn)行改擴(kuò)建工作。到1992年12月發(fā)現(xiàn)原地質(zhì)報(bào)告與實(shí)際揭露出人較大,又因地面建筑設(shè)施調(diào)整較大,故補(bǔ)堪報(bào)告提出在原基礎(chǔ)上對(duì)初設(shè)進(jìn)行二次修改。把采面?zhèn)€數(shù)減少到3個(gè),且均為綜采(一采區(qū)配1套綜采分層開(kāi)采2-煤。二采區(qū)配2套綜采一次采全高開(kāi)采1。2煤,其裝備還是國(guó)產(chǎn)。井下輔助系統(tǒng)設(shè)備選用膠套輪卡軌齒軌車(chē)。井下防滅火由原設(shè)計(jì)的黃泥灌漿改為注氮系統(tǒng)。1994年后,又借鑒原神府公司太柳塔礦試采經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)本礦區(qū)煤層硬度高、韌性

5、大,首次認(rèn)識(shí)到引進(jìn)大功率采煤機(jī)勢(shì)在必行。由此引發(fā)出井上下各個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)巨大的連鎖變化。諸如:采煤機(jī)功率第2期田瑞云等:補(bǔ)連塔井田區(qū)段煤柱參數(shù)分析大、噸位重、產(chǎn)量高,導(dǎo)致采面?zhèn)€數(shù)減少,要求輔運(yùn)系統(tǒng)和供電增容而使整個(gè)供電系統(tǒng)不相匹配等急需改造,礦井演變到高強(qiáng)度開(kāi)采而出現(xiàn)減人提效。采面和推采長(zhǎng)度不滿足進(jìn)口設(shè)備的能力也需合理加長(zhǎng)等等。為此邯鄲設(shè)計(jì)院又出了正式的設(shè)計(jì)修改版本,并由神華集團(tuán)公司以神華礦批準(zhǔn),以此礦井規(guī)范地建設(shè)下去。1997年10月16日.礦井在補(bǔ)掘輔運(yùn)平硐和調(diào)整井下輔運(yùn)和通風(fēng)兩大系統(tǒng)后,以l 井1面年產(chǎn)300萬(wàn)t的高產(chǎn)高效模式正式投產(chǎn)?，F(xiàn)在,綜采工作面最高日產(chǎn)量突破3萬(wàn)t,連采掘進(jìn)面最高月進(jìn)

6、尺3000m.2巷道布置及采掘格局在礦井10a建設(shè)和5a生產(chǎn)期問(wèn),因隸屬關(guān)系變更和井型的不斷合理增大,主要生產(chǎn)系統(tǒng)的改造和機(jī)電設(shè)備的變化,導(dǎo)致礦井巷道布置和回采工藝發(fā)生重大演變,形成目前比較合理的采煤方法和采掘接續(xù)格局。除井田東部和邊角區(qū)域外。將其余各大塊段(以井筒開(kāi)拓大巷煤柱線為界形成補(bǔ)連塔南盤(pán)區(qū)和補(bǔ)連塔北盤(pán)北,原呼和烏素井田和爾林兔井田部分合并為呼和烏素盤(pán)區(qū)采用傾斜長(zhǎng)壁仰采采煤法.巷道布置為煤層內(nèi)太巷條帶式,回采工藝推行一次采全高(為4.8m的大采高,國(guó)外進(jìn)口綜合機(jī)械化設(shè)備開(kāi)采;掘進(jìn)對(duì)于長(zhǎng)度小于2000m的單巷采用國(guó)產(chǎn)綜掘成套設(shè)備,長(zhǎng)度太于2000m的雙巷用進(jìn)口連續(xù)采煤機(jī)成套設(shè)備配合及時(shí)封

7、閉聯(lián)絡(luò)巷,構(gòu)成全風(fēng)壓通風(fēng)系統(tǒng)掘進(jìn)。對(duì)于3個(gè)可采煤層實(shí)施分層開(kāi)拓布局,各類(lèi)巷道均為重迭式布置、分盤(pán)區(qū)下行式開(kāi)采。2.1煤層接續(xù)在三太盤(pán)區(qū)內(nèi),首先開(kāi)采1-2煤層,其次按下行順序開(kāi)采2-2和3。1煤層。若礦井產(chǎn)量保持在800萬(wàn)t/a,則將以“一綜一連”的生產(chǎn)模式在盤(pán)區(qū)內(nèi)下行式回采;如改造主運(yùn)翰系統(tǒng)和外運(yùn)支線,增設(shè)1臺(tái)調(diào)輕車(chē)機(jī)頭后,礦井產(chǎn)量在達(dá)到1500萬(wàn)t/a以上時(shí).將以?xún)删C一連的生產(chǎn)模式在盤(pán)區(qū)內(nèi)上下主采煤層同時(shí)配采。一層煤配置一套綜采,連采機(jī)將滿負(fù)荷地在上下煤層掘進(jìn),以滿足接續(xù)準(zhǔn)備。2.2盤(pán)區(qū)接續(xù)不論礦井產(chǎn)量多大,盤(pán)區(qū)的接續(xù)格局基本已定。首先開(kāi)采補(bǔ)連塔南盤(pán)區(qū),而后順序開(kāi)采補(bǔ)連塔北盤(pán)區(qū)及呼和烏素盤(pán)區(qū)

8、南部與北部,最后開(kāi)采井筒及開(kāi)拓大巷保護(hù)煤柱和邊角煤。3區(qū)段煤柱寬度尺寸的實(shí)踐與技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析礦井從1997年投產(chǎn)以來(lái),共開(kāi)采4個(gè)工作面,工作面之間區(qū)段煤柱留設(shè)也僅從進(jìn)入補(bǔ)連塔南盤(pán)區(qū)(舊稱(chēng)為三采區(qū)開(kāi)始,才有涉及,見(jiàn)圖1.根據(jù)我國(guó)近水平煤層長(zhǎng)壁開(kāi)采的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和煤礦開(kāi)采設(shè)計(jì)規(guī)范,結(jié)合本礦區(qū)埋藏淺沒(méi)有大地質(zhì)構(gòu)造的賦存特點(diǎn),區(qū)段煤柱寬度分別為10133、15rrt、20 m,見(jiàn)表1.其經(jīng)受的采動(dòng)壓力顯現(xiàn)情況如下。田1三采臣1噸攥屢工作面布置盈衰l蘭采區(qū)12煤層區(qū)段煤柱寅度統(tǒng)計(jì)工作面采高面長(zhǎng)堞柱尺寸對(duì)煤柱采取的名稱(chēng)m m保護(hù)措施片幫嚴(yán)重段采用313014.724310錨阿維護(hù)上部3I,024.6242片幫嚴(yán)

9、重段采用1520采取任何維護(hù)313044.824020不準(zhǔn)備維護(hù)313054.8240313064.824020不準(zhǔn)備維護(hù)3.131301與31302工作面之同留設(shè)10m區(qū)段煤柱3.231302工作面之同留設(shè)15m區(qū)段煤拄回采31302工作面期間,運(yùn)輸順槽在錨網(wǎng)維護(hù)(錨桿1.6m條件下,盡管區(qū)段煤柱10m,但未給生產(chǎn)造成困難,安全采出;在該面采動(dòng)壓力影響下,31303運(yùn)輸順槽(區(qū)段煤柱15m礦壓顯現(xiàn)劇烈,聯(lián)巷口巷道上半部都發(fā)生片幫,特別是切眼往外500m,最大片幫深度達(dá)1m.針對(duì)這種狀況,16山西煤炭第22卷又采取錨噴網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)維護(hù)區(qū)段煤柱,維護(hù)2000 m.回采31302工作面,對(duì)留設(shè)15m

10、區(qū)段煤柱的31303運(yùn)輸順槽礦壓影響極其嚴(yán)重,分析其原因主要有下列幾個(gè)方面:31303運(yùn)輸順槽斷面寬度為6m,巷道本身支承壓力大,再迭加上31302工作面回采動(dòng)壓,礦壓顯現(xiàn)劇烈,片幫嚴(yán)重。聯(lián)絡(luò)巷道距離近(35m40m,由此造成對(duì)煤柱切割形成孤島塊段,煤柱上方再迭加上聯(lián)巷的支承壓力,又加劇了對(duì)煤柱的破壞程度。聯(lián)巷問(wèn)掘深度6m煤硐,再一次人為地切割破壞區(qū)段煤柱,嚴(yán)重地削弱了煤柱的承壓能力。上覆基巖厚度大.切眼處180m,往外2000 I"i1處上覆基巖逐漸變薄為100m左右,上覆基巖變薄為70m,巷道基本上不存在片幫,可見(jiàn)埋藏探度的增大是回采巷道礦山支承壓力急劇增加的主要因素。節(jié)理裂隙發(fā)

11、育影響,凡是在節(jié)理裂隙發(fā)育的區(qū)域,片幫的劇烈程度也越嚴(yán)重,這從理論到實(shí)踐都進(jìn)一步得到證實(shí)。3.331303工作面之間留設(shè)20m區(qū)段煤拄接受31302回風(fēng)順槽片幫嚴(yán)重和巷道返修工作量大的沉痛教訓(xùn)后,首先將煤柱尺寸由15m加寬到20m,其次將連采機(jī)雙巷掘進(jìn)時(shí)的聯(lián)巷間距由40m增加到60m,同時(shí)杜絕了在聯(lián)巷煤柱問(wèn)掘煤硐.以保持煤柱的整體性和承壓能力,并把巷寬由6m減小為5m,通過(guò)這些巷道布置參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì).收到了較好的效果。31303工作面自從2001年11月11日開(kāi)采,回風(fēng)順槽盡管也片幫,但劇烈程度相對(duì)地有所減輕,最大片幫深度只有0.5m,也沒(méi)有出現(xiàn)明顯的壓酥帶,再次證實(shí)不破壞區(qū)段煤柱是維護(hù)回采巷

12、道的有力措施。3.4窄煤柱護(hù)巷采前加固巷道方式的經(jīng)濟(jì)分析根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐;區(qū)段煤柱15m也是可行的,但前提條件是巷道寬度應(yīng)控制在5rn以?xún)?nèi),聯(lián)巷問(wèn)距60m.工作面回采前對(duì)巷幫采用錨噴網(wǎng)加固,這樣既保證了區(qū)段煤柱的完整抗壓性,又有利于下工作面回采巷道的正常使用。a.加固參數(shù)巷道上半部鋪1.2m寬網(wǎng)。每米兩根1.65m 長(zhǎng)樹(shù)脂錨桿,錨噴50mm厚度砂漿,形成錨噴網(wǎng)聯(lián)合加固。b.費(fèi)用計(jì)算采用錨噴網(wǎng)加固煤柱的費(fèi)用計(jì)算見(jiàn)表2.采2加固煤柱費(fèi)用分析費(fèi)甩備注弋單價(jià)百米用曩元盤(pán)屬阿22.90元/o120皿22748材料和人工費(fèi)錨桿40.o元麈200套8000材料和人工贊砂漿490元/ms188820材料和人工費(fèi)合

13、計(jì)19568c.形象對(duì)比分析區(qū)段煤柱留15m后.對(duì)巷道一側(cè)采用錨噴網(wǎng)加固所需費(fèi)用情況,折合到每米加固費(fèi)用為195.68元。整條巷道4600m需加固費(fèi)用90.013萬(wàn)元。3.5多留煤柱不加固巷道經(jīng)濟(jì)分析區(qū)段煤柱留設(shè)20m自然不錯(cuò),可以減少90余萬(wàn)元的巷道加固費(fèi)用,但相對(duì)留設(shè)15m煤柱則少采出5m寬的煤柱資源,其采出量為13.352萬(wàn)t,以現(xiàn)行噸煤純利66.86元計(jì)算,則少獲利892.681萬(wàn)元。由此可見(jiàn),留15m煤柱,多開(kāi)采5m寬度的煤可獲892余萬(wàn)元利潤(rùn),除去采前加固巷道費(fèi)用90余萬(wàn)元之后,還可獲利802萬(wàn)元,相比之下其經(jīng)濟(jì)效益是不育而喻的。4補(bǔ)連塔礦巷道合理煤柱寬度研究的初步結(jié)論a.補(bǔ)連塔煤

14、礦1997年投產(chǎn)后,共開(kāi)采4個(gè)工作面,區(qū)段煤柱分別留設(shè)10m、15m、20m.b.實(shí)踐證明區(qū)段煤柱尺寸選取15m是可行的,但對(duì)巷幫需用錨噴網(wǎng)加固,加固費(fèi)用90萬(wàn)元,但對(duì)比留20m煤柱多采出5m煤柱,減掉加固費(fèi)用后,還可獲利802萬(wàn)元。樸連塔煤礦全井田規(guī)劃開(kāi)采5000m推采長(zhǎng)度的工作面共計(jì)有198個(gè),即以15m區(qū)段煤柱計(jì)算。共多采煤可獲利15.558億元。c.對(duì)于開(kāi)采第一層1-2主采煤層,少留煤柱意味著少留下自燃的碎狀煤炭,有利于今后的礦井防治自燃著火問(wèn)題,增強(qiáng)礦井安全生產(chǎn)能力ad.開(kāi)采第二層2-2主采煤層時(shí),不管區(qū)段煤柱留多少(1Sm或20m.對(duì)于層問(wèn)距為30rn左右的煤層開(kāi)采,第一主采層留設(shè)

15、的煤柱全被壓碎是必然的結(jié)果,則留設(shè)煤柱越大會(huì)使以后礦井防治自燃發(fā)火工作的難度越大。e.采用錨噴網(wǎng)加固封閉巷道一側(cè),不僅保護(hù)了煤柱的完整性,更重要的是封堵了裂隙通道,減少了采空區(qū)漏風(fēng),積極地阻止采空區(qū)遺留碎煤氧化,可進(jìn)一步防治采空區(qū)碎煤自燃問(wèn)題。第2期田瑞云等:補(bǔ)連塔井田區(qū)段煤柱參數(shù)分析Analysis of parameters of coal pillarin Bulianta mineTian Ruiyun Zhang Minquan(Shendong Coal Co.(Changzhi pnoffesion Col止geAbstract The basic eonditiorrs and

16、 parameters of coal pillar in Bulianta mine are analysed,and it is Iossible to obtain as much as1.5 blUion Yuaa profit with optimum parameters.Key words district;coal pillar;3ar&rctemr;analyse本文責(zé)任鳊輯徐樹(shù)文(上接第13頁(yè)式中:a錨桿軸向應(yīng)力;力分布情況與端錨拉拔錨桿的軸向應(yīng)力分布情況接r錨桿粘錨力;近相同,即遵循圖1所示的變化。需要指出:圖4 a一錨桿中的最大軸向正應(yīng)力;中(a所示為有托盤(pán)全長(zhǎng)

17、錨桿在無(wú)預(yù)應(yīng)力條件下。最大粘錨力。的軸向應(yīng)力分布情況。當(dāng)給錨桿施加一定預(yù)應(yīng)力圖4中(b顯示,與拉拔錨桿及無(wú)托盤(pán)錨桿后,則其應(yīng)力分布情況應(yīng)為在此基礎(chǔ)上疊加拉拔力不同,有托盤(pán)錨桿的粘錨力首先在錨頭處達(dá)到最等于預(yù)應(yīng)力的拉拔錨桿的應(yīng)力分布曲線。而端錨時(shí)大,當(dāng)錨頭附近局部粘錨力減弱甚至喪失后,粘錨的軸向應(yīng)力分布情況則與拉拔錨桿的軸向應(yīng)力分布力的變化較為明顯,即中性點(diǎn)及中性點(diǎn)后的最大值曲線完全相似,預(yù)應(yīng)力對(duì)軸向作用力的數(shù)值大小有均有一定程度的外移,并因此造成軸力隨深度的變明顯影響,但對(duì)其分布規(guī)律影響不大?；€斜率發(fā)生改變,但軸力總的變化趨勢(shì)未發(fā)生4結(jié)論變化,即在錨尾處仍具有較大值,并隨深度增加而增大,直

18、至中性點(diǎn)處達(dá)到最大值,過(guò)中性點(diǎn)之后隨a.支護(hù)中的錨桿與拉拔試驗(yàn)錨桿的作用力產(chǎn)深度增加而逐漸減小,直到錨頭處達(dá)到0.生機(jī)理及分布規(guī)律均有所不同,支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)將進(jìn)一步分析還會(huì)發(fā)現(xiàn),此結(jié)果與傳統(tǒng)觀點(diǎn)有所兩者等同處理;不同,即:有托盤(pán)全長(zhǎng)錨桿的軸向應(yīng)力分布不同于b.端錨和全錨錨桿的軸向作用力分布規(guī)律的拉拔錨桿,而是近似于拉拔錨桿和無(wú)托盤(pán)全長(zhǎng)錨桿差異決定了兩者對(duì)圍巖作用效果及適用條件的不軸向應(yīng)力分布曲線的平均。有托盤(pán)端錨桿的軸向應(yīng)同,工程中應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)選擇。Distribution principle of axial anchorage force of boltDang Zeliang Re

19、n Yuqiang(Shanxi Luan Mining Group Company(Datong Mine Design InstituteAbstract According to the numerical analysis results,the axial force distribution of bolt have been studled.the differences between bolt for pull t目and forsuppordng have been pointed out.Key words end bolt;axial force;distributio

20、n本文責(zé)任編輯胡廣權(quán) 補(bǔ)連塔井田區(qū)段煤柱參數(shù)分析作者:田瑞云, 張民權(quán)作者單位:田瑞云(神東煤炭公司補(bǔ)連塔礦, 張民權(quán)(長(zhǎng)治職業(yè)技術(shù)學(xué)院刊名:山西煤炭英文刊名:SHANXI COAL年,卷(期:2002,22(2引用次數(shù):1次相似文獻(xiàn)(10條銅川某區(qū)在特定的地質(zhì)、采礦條件下,經(jīng)開(kāi)采實(shí)踐證明,若工作面長(zhǎng)度為80 m,則其連續(xù)推進(jìn)不應(yīng)超過(guò)400 m,否則地表建筑物將遭到破壞.為了解決這一矛盾,可通過(guò)留設(shè)面內(nèi)煤柱和區(qū)段間煤柱的方法給予解決.本文采用威爾遜理論公式計(jì)算得出該礦面內(nèi)煤柱寬度為70 m,區(qū)段間煤柱寬度為40 m.通過(guò)Flac3d數(shù)值模擬軟件驗(yàn)證后,發(fā)現(xiàn)該礦區(qū)在留有這兩種煤柱寬度的條件下進(jìn)行

21、開(kāi)采,地表破壞等級(jí)小于1級(jí),符合要求.從而為該礦在開(kāi)采過(guò)程中留設(shè)煤柱提供了一種計(jì)算思路,對(duì)礦區(qū)安全生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)有著積極的意義.為了防止煤柱沖擊地壓現(xiàn)象、改善工作環(huán)境并提高回采率,采用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)法,分析了沿空掘巷小煤柱以及工作面煤體內(nèi)應(yīng)力變化、超前支承壓力的影響范圍,以及小煤柱煤巷變形破壞規(guī)律,并通過(guò)數(shù)值模擬分析了4種不同寬度煤柱的塑性區(qū)變化范圍.結(jié)果表明,煤柱的破壞情況受煤柱寬度影響較大.小煤柱外邊緣,即臨近上區(qū)段采空區(qū)部分受回采影響已基本呈塑性狀態(tài);內(nèi)邊緣即靠近本區(qū)段煤體部分,在距工作面4 m左右開(kāi)始進(jìn)入塑性破壞狀態(tài);煤柱寬度在68 m之間時(shí)中部存在一定范圍彈性核.適合崔莊煤礦條件合理區(qū)段煤

22、柱寬度應(yīng)為68 m.針對(duì)單家村礦傾斜易燃厚煤層分層開(kāi)采留區(qū)段煤柱的特點(diǎn),通過(guò)灌注黃泥漿、預(yù)鋪金屬網(wǎng)形成的隔離帶沿底分層沿空掘風(fēng)巷,并在正常分層開(kāi)采的同時(shí),采用放頂煤一次性回收區(qū)段孤島煤柱,從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)煤柱開(kāi)采,降低了煤炭資源損失。這種方法不僅技術(shù)可行,而且工藝簡(jiǎn)單、成本低、效率高,為類(lèi)似傾斜易燃厚煤層的合理開(kāi)采提供了一條新途徑。4.學(xué)位論文江萬(wàn)剛綜放面區(qū)段煤柱損傷變形規(guī)律研究2007在厚煤層綜放開(kāi)采過(guò)程中,區(qū)段煤柱尺寸的合理設(shè)計(jì)、支護(hù)時(shí)間準(zhǔn)確判定,對(duì)提高回米率、降低成本、保障礦井安全生產(chǎn)、延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限都有重大的意義,對(duì)放頂煤開(kāi)采理論的發(fā)展與完善也有很大的促進(jìn)作用。本論文通過(guò)對(duì)下石節(jié)煤礦21

23、5工作面的礦壓觀測(cè),分析了綜放面礦壓規(guī)律和區(qū)段煤柱的變形破壞規(guī)律。運(yùn)用損傷力學(xué)基礎(chǔ)理論,采用Weibull分布函數(shù)來(lái)表達(dá)綜放區(qū)段煤柱中煤體微元的損傷破壞規(guī)律;定義了區(qū)段煤柱基于Weibull分布的損傷變量;建立煤體基于統(tǒng)計(jì)損傷的彈性本構(gòu)關(guān)系及演化方程;采用主成分分析法分析了影響區(qū)段煤柱變形的影響因素(H、M、f、L并得出了各因素的權(quán)重;運(yùn)用數(shù)值模擬得出了各個(gè)影響因素對(duì)損傷變量D的影響關(guān)系,得出了綜放面區(qū)段煤柱的合理尺寸。通過(guò)流變理論,建立了綜放區(qū)段煤柱統(tǒng)計(jì)損傷的賓漢姆(Bingham流變模型。根據(jù)最小勢(shì)能原理,分析了區(qū)段煤柱穩(wěn)定性的時(shí)間相關(guān)性。最后,結(jié)合下石節(jié)煤礦216工作面的實(shí)際情況,分析、驗(yàn)證了結(jié)論的正確性和可靠。結(jié)合平煤集團(tuán)十三礦大傾角煤層開(kāi)采的具體條件,采用鉆孔煤粉量的變化和圍巖松動(dòng)圈測(cè)試研究大傾角煤層開(kāi)采后支承壓力分布規(guī)律,據(jù)此確定區(qū)段煤柱參數(shù),在工業(yè)性試驗(yàn)過(guò)程中分析研究了區(qū)段煤柱的穩(wěn)定性,給出合理的區(qū)段煤柱尺寸為8 m.平煤集團(tuán)十三礦為新建礦井,12010為二采區(qū)首采工作面,最大傾角32°