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1、第13卷第2期(总第81期)煤矿开采Vo1113No12(SeriesNo181)2008年4月CoalMiningTechnologyApril2008长壁留煤柱支撑法开采煤柱设计流程刘洋(煤炭科学研究总院西安研究院水文所,陕西西安710054)[摘要]根据长壁留煤柱支撑法开采技术特征,以及不同类型煤柱留设目的差异性,提出了煤柱设计的8个步骤,并对影响煤柱宽度的各个因素进行了分析,为改造旧的房柱式开采、大面积推广和应用该采煤方法奠定了基础。[关键词]稳定性;区内煤柱;隔离煤柱[中图分类号]TD82213[文献标识码]A[文章编号]100626225
2、(2008)0220019204DesignFlowofCoalPillarMiningwithLongWallandPillarSupportingMethodLIUYang(HydrologyInstitute,Xi'anBranch,ChinaCoalResearchInstitute,Xi'an710054,China)Abstract:8phrasesofpillardesignwereputforwardonthebasisoftechnicalcharacteristicsoflongwallminingwithpillarsuppor
3、tingmethodandaimsofdifferenttypeofpillars.Everyfactorsinfluencingpillarwidthwereanalyzed,whichwasabaseforreformingoldroomandpillarminingandpopularizingthismethod.Keywords:stability;pillarinminingarea;isolatedpillar长壁留煤柱支撑法开采是将壁式体系和柱式体1煤柱设计步骤系二者进行有机结合的一种新型采煤方法,其关键技术是区分两类不同性质的煤柱,
4、即区内煤柱和区对于以临时支撑上覆岩层、控制岩层移动并能域间的隔离煤柱,并设计和优化这两种煤柱的合理实现小区域适时无灾害垮落为目的煤柱设计,即本[1,2]尺寸,以实现隔离区域适时无灾害垮落过程。文着重阐述的在限定区域内、临时支撑工作面顶板区内临时煤柱是指在区段或小区域开采期间暂的煤柱设计一般可按下述步骤进行:时保留在区内的煤柱,以保障在区内开采煤房和回(1)根据地质资料、柱状图、煤岩试验等,收煤柱期间作业区的顶板安全;用下列内容制表:覆岩与煤层单轴抗压强度,地质隔离煤柱是指在区段或小区域间保留的相对稳结构面间距、条件和方位,地下水条件等;定的煤柱,以有
5、效地隔离已采空区域和工作区域,(2)划分合理的隔离区域;保证已采空区域的顶板垮落不危及工作区域的安(3)确定煤柱间的开采距离;全,而在开采完一个小区域后,下一个小区域开采(4)根据屈服区经验公式和理论公式,初步时,在隔离煤柱有效隔离前提下,采后区内煤柱应确定隔离煤柱和区内煤柱的宽度;能整体失稳破坏,实现小区域的无灾害垮落。(5)建立连续梁力学模型,确定隔离煤柱和虽然留设煤柱的目的各不相同,但是留设的煤区内煤柱的载荷;柱在一定的期限内(或永久)应保持稳定,却是(6)实验室测定煤样参数,代入煤柱强度计所有煤柱的一个共同点。本文的煤柱设计有别于其算公式,计
6、算煤柱强度;他的设计要求,一般设计要求的是煤柱尽量长时间(7)确定煤柱稳定系数k,并对其进行评价;的保持稳定性,安全系数取得较为保守,这对于提(8)利用对初次留设煤柱宽度进行验算,不高煤炭采出率、并实现隔离区域适时无灾害垮落过满足返回第4步,增加煤柱宽度重新建立连续梁模程显然是不可行的。因此,基于长壁留煤柱支撑法型,直到满足条件为止;开采的技术特征,进行了一种新的煤柱设计方法,(9)考虑现场各影响因素,进行修改评价。为改造旧的房柱式开采、大面积推广和应用该种采上述煤柱设计步骤中,划分合理的隔离区域、煤方法奠定基础。煤柱宽度的初步确定、煤柱承受载荷的大
7、小以及确[收稿日期]2007-09-28[作者简介]刘洋(1978-),男,江苏盐城人,硕士研究生,主要从事采矿、岩层控制及防治水方面研究工作。19总第81期煤矿开采2008年第2期定合理的安全系数等是煤柱设计的关键。2σmaxLlT=h(3)q2煤柱设计程序4·h·τmaxLlS=(4)对煤柱的优化设计共分为8个步骤进行。3q211划分隔离区域作空间顶板的完整性,应考虑岩梁层的安全跨隔离区的长度和宽度,鉴于目前陕北广泛采用距,取岩层趋向断裂的安全系数为n。鉴于岩层大长壁长度100～120m,推进距离(即隔离长度)多属于脆性破坏,并为了实现小区域适时
8、无灾害垮100～120m的现状,可以在这些参数的基础上对煤落,取n=3,则顶板岩层的安全跨距Ls表达式为:柱
