深井綜放開采區(qū)段煤柱合理寬度研究.pdf

1、隨著煤炭資源的不斷開發(fā)，越來越多的煤礦已經進入深部開采。相較淺部資源的開采，深部煤層開采時煤體的賦存條件與應力環(huán)境有明顯不同。為了確保煤炭資源的安全、高效開采，與深部開采相關的煤柱合理寬度研究顯得尤為重要。本文以潞安西部礦區(qū)的地質資料和生產實際為依托，采用理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場實測的綜合方法，取得一些研究成果，對深井綜放面合理留設煤柱尺寸提供了一定參考。
　　(1)通過對深井綜放面煤柱上覆巖體破斷結構、區(qū)段煤柱強度、載荷、塑性區(qū)

2、及應力分布規(guī)律的研究，分析了區(qū)段煤柱覆巖破斷結構保持穩(wěn)定的平衡條件及區(qū)段煤柱穩(wěn)定性的主要影響因素。
　　(2)基于深部開采區(qū)段煤柱寬度留設的基本原則，以潞安西部礦區(qū)3號煤層為地質條件，在理論研究的基礎下，通過力學理論分析、基本假設、建立模型、力學計算等手段得出了確定深井綜放工作面區(qū)段煤柱合理尺寸的理論計算公式B≥L+αd(x0+x1)。通過運用正交試驗方法，采用五因素五水平正交組合設計，研究深井綜放工作面煤柱寬度、煤柱高度、煤層厚

3、度、埋藏深度、煤層普氏硬度系數(shù)等五個因素對煤柱核區(qū)率η的影響，運用FLAC3D數(shù)值模擬軟件對25個正交試驗方案進行數(shù)值模擬計算，得到煤柱核區(qū)率線性方程及煤柱寬度留設的數(shù)值計算公式。
　　(3)以潞安西部礦區(qū)的屯留煤礦為工程應用實例，根據(jù)礦井實際情況，應用本文的提出的煤柱寬度理論計算公式和數(shù)值計算公式，得出了屯留礦綜放工作面合理區(qū)段煤柱寬度，通過相應的數(shù)值模擬以及現(xiàn)場礦壓監(jiān)測對煤柱留設寬度的合理性作相應分析，初步檢驗了理論研究的正確