倾斜煤层区段煤柱宽度留设研究.pdf

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1、论文题目：倾斜煤层区段煤柱宽度留设研究专业：采矿工程硕士生：翟锦（签名）：指导老师：伍永平（教授）（签名）：摘要清水营煤矿工作面回采过程中需要维护采空区与辅运巷间区段煤柱的稳定性、减少煤炭资源损失，同时保证辅运巷能更好的服务下一工作面的回采。本文通过对辅运巷现场调查、实测其巷道稳定性，由力学理论分析、数值模拟及相似模拟研究区段煤柱在不同宽度下的稳定性。研究表明：区段煤柱宽度是两侧极限平衡区宽度和中心弹性区的临界尺寸之和，煤层倾角、煤柱强度及上覆含水层影响煤柱两侧极限平衡区宽度、弹性区煤性承载能力是煤柱整体临界尺寸的主要影响因素；确定合适区段煤柱宽度时，必须保证

2、塑性区的扩展范围不能在煤柱内部形成连通区域，区段煤柱中会存在一定宽度的弹性核部分，使煤柱的护巷效果提高；煤柱宽度大于15m时，煤柱越宽未破坏范围越大、法向破坏高度越低，煤柱越稳定；区段煤柱宽度在10~20m范围内时，随其宽度增加，区段煤柱上应力集中程度明显降低，辅运巷围岩塑性区扩展逐渐减小，完整性程度提高，巷道围岩位移量迅速降低，位移速度减慢，巷道稳定程度提高较大。综合各方面的试验结果，辅运巷与采空区之间的区段煤柱确定为13~16m左右，使得煤柱稳定、巷道变形量小，能满足本区段工作面回采的影响且保证了下一区段巷道稳定。关键词：倾斜煤层、区段煤柱、弹塑性理论、数

3、值及实验模拟研究类型：应用研究Subject:StudyonthesizeofCoalPillarsinInclinedseamSpecialty:MiningEngineeringName:ZhaiJin(Signature):Instructor:WuYong-ping(Signature):ABSTRACTTheprocessofminingfaceinQingShui-yingCoalMine,maintainingthecoalpillarsstabilitywhichisbetweenthegoafandauxiliarytransportroad

4、way,reducethelossofcoalresourcesandguaranteetheauxiliarytransportlanetobetterserveotherworkingface.Thistextstudiesthestabilityofcoalpillarsindifferentwidthsbyfieldinvestigationauxiliarytransportlaneandmeasuredroadwaystability,analysisbythemechanicaltheory,numericalsimulationandsimil

5、arsimulation.Theresultsshow:onbothsidesofthelimitequilibriumareawidthandthecriticalsizeofthecentralelasticregionarethesumofthewidthofthecoalpillars,coalpillarasawholethecriticalsizeofthemainfactors,includingSeamdip,pillarstrength,overlyingtheaquiferinfluenceonbothsidesofthelimitequi

6、libriumareawidthandthecriticalsizeofthecentralelasticregion;Thereisacertainwidthoftheelasticnuclearparttoimprovethecoalpillarssupportingroadwayeffectincoalpillars,sodeterminingtheappropriatewidthofcoalpillarsmustensurethatthescopeoftheexpansionoftheplasticzonecannotformaconnectedreg

7、ionwithinthecoalpillar.Whenthecoalpillarwidthgreaterthan15m,coalpillarsmorewide,thenotunderminerangemorelarge,longitudinalfailureheightmorelower,socoalpillarsismorestable;Widthofcoalpillarsintherangeof10~20m,Withtheincreaseinthewidthofthecoalpillar,Significantlylowerdegreeofstressco

8、ncentration,theplas