三软厚煤层综放开采工作面窄煤柱合理尺寸研究.pdf

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1、煤炭工程第４８卷第９期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ．４８，Ｎｏ．９ｄｏｉ：１０．１１７９９／ｃｅ２０１６０９０１９三软厚煤层综放开采工作面窄煤柱合理尺寸研究１１１２２２徐学锋，李正可，庞龙龙，宋勤法，姜彦军，于涛（１．河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作４５４００３；２．河南省新郑煤电有限责任公司，河南新郑４５１１００）摘要：以赵家寨煤矿１１采区的开采条件为背景，研究１１２０８工作面下副巷煤柱的合理宽度，运用理论计算对煤柱宽度进行确定。通过数值模拟方法研究了不同煤柱宽度在开巷前和开巷后

2、对巷道周围煤岩力学参数、巷道变形及塑性区的影响规律。结合现场实际情况，综合分析得出窄煤柱宽度取５ｍ时，巷道稳定性较好。通过进行三软厚煤层综放开采工作面窄煤柱留设研究，对提高回采率具有一定借鉴意义。关键词：三软煤层；沿空掘巷；煤柱宽度；数值模拟＋中图分类号：ＴＤ８２２．３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１６）０９-００６４-０４Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅｓｉｚｅｆｏｒｎａｒｒｏｗｃｏａｌｐｉｌｌａｒｏｆｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｉｎｔｈｒｅｅ－

3、ｓｏｆｔｔｈｉｃｋｓｅａｍ１１１２２２ＸＵＸｕｅ－ｆｅｎｇ，ＬＩＺｈｅｎｇ－ｋｅ，ＰＡＮＧＬｏｎｇ－ｌｏｎｇ，ＳＯＮＧＱｉｎ－ｆａ，ＪＩＡＮＧＹａｎ－ｊｕｎ，ＹＵＴａｏ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＨｅｎａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ４５４００３，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅＸｉｎｚｈｅｎｇＣｏａｌＬｉｍｉｔｅｄＬｉａｂｉｌｉｔｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｘｉｎｚｈｅｎｇ４５１１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔ

4、ｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆＮｏ．１１ｍｉｎｉｎｇａｒｅａｉｎＺｈａｏｊｉａｚｈａｉＭｉｎｅ，ｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｗｉｄｔｈｉｓｓｔｕｄｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｒｏａｄｗａｙｃｏａｌｐｉｌｌａｒｉｎ１１２０８ｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｒｕｌｅｏｆｃｏａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒａｒｏｕｎｄｔｈｅｅｎｔｒｙ，ｔｈｅｅｎｔｒｙｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｒａｎｇｅａｒｅｓｔ

5、ｕｄｉｅｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅｏｆｃｏａｌｐｉｌｌｅｒｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｅｎｔｒｙｅｘｃａｖａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｓｉｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，５ｍｗｉｄｔｈｏｆｃｏａｌｐｉｌｌａｒｉｓｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｗｉｄｔｈ，ａｎｄｔｈｅｅｎｔｒｙｓｔａｂｉｌｉｔｙｉｓｆａｖｏｒａｂｌｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｒｅｅ－ｓｏｆｔｔｈｉｃｋｓｅａｍ；ｇｏｂ－ｓｉｄｅｅｎｔｒｙｄｒｉｖｉｎｇ；ｗｉｄｔｈｏｆｃｏａｌｐｉｌｌ

6、ａｒ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ沿空掘巷是一种沿采空区掘进或留窄煤柱护巷技术，１地质条件概况能够实现窄煤柱护巷，取消了大尺寸的区段煤柱，能够提数值模拟模型以赵家寨煤矿１１采区的开采条件为基［１－３］高煤炭资源采出率。文献［４］对不同深度开采深度时础。研究１１２０８工作面下巷与１１２０６工作面采空区间煤柱沿空掘巷的围岩变形规律进行了研究；文献［５，６］通过的合理宽度（如图１所示），即图１中２位置。１１２０８工作面理论计算和数值模拟对利民煤矿沿空掘巷窄煤柱宽度确定；位于已经回采完毕的１２２

7、０２工作面和１１２０６工作面之间，文献［７］在不同煤层硬度和锚杆支护强度的情况下，对沿如图２所示。空掘巷时的窄煤柱的宽度进行了讨论。新郑煤电有限责任２Ｄ数值模拟采用二维有限差分元软件ＦＬＡＣ进行模拟，公司二煤属于典型的“三软”煤层，回采工作面间的煤１柱宽度直接影响工作面回采率和巷道的稳定性，其沿空掘巷煤柱宽度的确定有待进一步研究。因此，为了减小巷道的变形量和保证工作面采出率，合理、科学的确定沿空掘巷窄煤柱的宽度，对于安全高效生产有非常重要的意义。图１煤层剖面图收稿日期：２０１５－７－２０作者简介：

8、徐学锋（１９７８—），男，河北顺平人，副教授，博士，主要从事矿山压力与岩层控制方面的研究，Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｐｕｘｘｆ＠１２６．ｃｏｍ。引用格式：徐学锋，李正可，庞龙龙，等．三软厚煤层综放开采工作面窄煤柱合理尺寸研究［Ｊ］．煤炭工程，２０１６，４８（９）：６４－６７．６４２０１６年第９期煤炭工程设计技术在模拟过程中对地质条件进行了简化，沿１１采区倾斜方向作一剖面，煤层平均厚度６．３ｍ，倾角为６°，主要研究的１１２０８工作面运输巷及煤柱的埋深取３３０ｍ。模型尺寸长为５８０ｍ×２１０ｍ，