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厚煤层条件下合理宽度煤柱留设研究

2013-03-15武炳瑞

中国煤炭 2013年6期

武炳瑞

(山西潞安工程有限公司矿建分公司,山西省长治市,046000)

厚煤层在我国有着丰富的储量,据统计,我国厚煤层产量占40%50%。随着煤炭资源的日益紧张,开展对护巷煤柱合理宽度留设的研究,尤其对于 (特)厚煤层条件下煤柱留设宽度的合理优化,对于提高矿井煤炭资源采出率以及利用情况有着重要的经济与现实意义。

1 地质概况

跃进煤矿1210工作面位于井田南翼采区下山北侧,为VI煤第三个工作面,紧邻1208 采空区顺序接替开采。VI煤层厚度8.710.8 m,平均厚度9.3m。煤层发育稳定,煤层平均倾角7°。煤层老顶为中、细砂岩,厚度8.819.7 m;直接顶为粉砂岩或泥岩,厚度0.876.38 m;直接底为粉砂岩,厚度1.563.14 m;老底为中、细砂岩,厚度9.421.5 m。工作面区域内煤层底板标高-476.6-516.7 m,地面标高+44.2-+45.3m。

2 工作面煤柱留设研究

2.1 模拟方案设计

为了研究1208采空区与1210回采工作面之间合理的煤柱留设宽度,运用FLAC2D 数值模拟软件对煤柱宽度为5 m、9 m、15 m、20 m、25 m、30m 的情况进行了模拟研究。根据1210回采工作面的地质条件,以该采区地质柱状图为依据,对保护巷煤柱不同宽度条件下煤柱受力进行了模拟分析。

模型大小为300m×150m (长×高),模型上表面施加9.8 MPa的垂直载荷以模拟岩层的自重,底部边界固定,侧面均水平方向约束,取侧应力系数1.2。本次模拟可以研究工作面邻近采空区一侧不同煤柱宽度对巷道及工作面实体煤周围应力分布的影响规律。所取岩石力学参数见表1,模拟模型简化示意图见图1。

表1 煤层及其顶底板岩层力学性质参数

图1 煤柱模拟示意图

2.2 煤柱内垂……
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