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1、2大巷保护煤柱合理留设宽度的理论计算2Thereasonablewidthofcoalseamalleysprotectioncoalpillarbytheoreticalcalculation?.1矿井大荘布罝概况(Theprofileofminealleysarrangement)(1)煤层赋存特征并田内主要含煤地层为二叠系下统山丙组和石圾系上统太股组，共含煤17层，自上而下编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#、8#、9上#、9#、11#、12#、13#、13下#、15#、15下#、16#、17#。其中可采煤层为3#、6#、8#、9#、15#
2、、15下#号，煤层总厚13.60m,可采煤层含煤系数7.5%。综合柱状阁见阁2-1。图2-1地层综合柱状图Figure2-1Stratahistogram山西组含煤6层，分别为1#〜6#煤层，煤层总厚4.32m：地层总厚60.00m，含煤系数7.1%。可采煤层2层，分别为3#、6#煤层，总厚2.80m，可采含煤系数4.7%。太原组含11层煤，分别是8#〜17#煤层，煤层总厚13.51m，地层总厚120.78m,含煤系数11.2%。可采煤层4层，分别为8#、9#、15#、15下#,总厚10.80m,可采含煤系数8.9%。本井田
3、Aj稳定可采煤层为3#、
4、9#、15#及15下#煤层，分述如下：①3#煤层见煤点煤厚0.30〜2.80m，平均1.69m。结构简单，不含或偶含1层夹石。顶板及底板均以砂质泥岩和泥岩为主。原煤水分(Mad)为0.51%〜2.40%，平均1.17%，灰分(Ad)为11.38%〜39.41%,平均24.84%，挥发分(Vdaf)为14.04%〜21.52%,平均16.65%,全硫(St.d)为0.12%〜0.64%,平均0.34%。为低灰〜高灰、低挥发分、特低-低硫、高〜特高热值的贫煤、贫瘦煤、焦煤。煤尘具有爆炸性危险，属不易自燃煤层。②卯煤层独立分布区煤厚0.75〜7.05m,平
5、均3.74m。原煤水分(Mad)为0.55%〜2.13%,平均1.07%,灰分(Ad)为13.70%〜46.27%，平均33.37%，挥发分(Vdaf)为12.44%〜34.51%，平均19.18%，全硫(St.d)为0.31%〜1.84%，平均0.68%。为低灰〜高灰、低挥发分、特低〜中高硫、高〜特高热值的贫瘦煤。③15#煤层煤厚1.36〜8.45m,平均4.42m;独立分布区煤厚1.36〜4.68m,平均3.93m,厚0.05〜0.40m,—般小于0.20m。底板为泥岩、砂质泥岩，局部为粉砂岩或细粒砂岩。原煤水分(Mad)为0.30%〜6.53%
6、,平均1.17%,灰分(Ad)为14.94%〜44.32%,平均25.58%,挥发分(Vdaf)为11.49%〜26.54%,平均15.32%,全硫(St.d)为0.56%〜5.76%，平均2.73%。为低灰〜高灰、低挥发分、低硫〜高硫、高〜特高热值的贫煤、贫瘦煤。煤尘具有爆炸性危险，属不易自燃煤层。④15卜#煤层位于太原组下部，15#煤卜0.80〜28.34m，平均7.45m。为太原组最下一层nJ■采煤层。煤厚0.50〜4.47m,平均1.92m。原煤水分(Mad)为0.33%〜2.17%,平均1.09%，灰分(Ad)为19.39%〜45.30%,
7、平均30.22%,挥发分(Vdaf)为12.96%〜28.23%,平均17.10%，全硫(St.d)为0.12%〜2.35%，平均1.04%。为低灰〜高灰、低挥发分、低硫〜中高硫、高〜特高热值的贫煤、贫瘦煤。(2)工作面采掘巷道布置方式图2-2大巷位置图Figure2-2Stratahistogram每个采区都有3个掘进工作面，双茌掘进，企部为机械化综掘结合炮掘。工作面采用企部垮落法管理顶板。阁2-2为大巷位置阉。2.2巷道保护煤柱合理留设宽度的计算方法(Thecalculationmethodthereasonablewidthofroadwayp
8、rotectioncoalpillar)(l)应用极限平衡理论计算煤柱塑性区宽度煤柱塑性区宽度可按公式(1)进行计算。h.KrH+C-tan(pR-———m—?(PV+Ctan^)⑴式巾："―煤层采深，K—应1+sin力集屮系数；y—岩层平均容重，2.5xlO4N/m3:—三轴应力系数，一煤体的内摩擦角(°);C一煤体的粘聚力，MPa；—巷道支架对煤帮的支护阻力，在工作面采空侧通常令/.=0:(2)应用弹塑性理论屮的库伦准则计算煤柱塑性区宽度根裾弹塑性极限平衡理论，按图3-1所示计算模型，不考虑煤层倾角的情况下，即把煤层看作是水平的，当煤体沿煤层与
9、顶底板界面被挤山时，煤层界面应力应该满足下列应力极限平衡条件为：(2)在煤柱塑性屈服区和弹性核区的交界^,=
