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1、第14卷第5期(总第90期)煤矿开采Vo1114No15(SeriesNo190)2009年10月CoalminingTechnologyOctober2009残留煤柱破坏特征及其对下部煤层开采影响1,32145朱涛,宋敏,康立勋,卓庆奉,崔永丰(11太原理工大学矿业工程学院,山西太原030024;21山东水利职业学院建筑工程系,山东日照276826;31内蒙古准格尔旗蒙南煤炭有限责任公司,内蒙古准格尔010400;41鄂尔多斯职业学院矿业系,内蒙古鄂尔多斯017000;51煤炭科学研究总院开采设计
2、研究分院,北京100013)[摘要]应用Wilson煤柱设计理论公式和三向应力状态下的极限平衡条件,以王封煤矿为实例,分析了刀柱采煤法开采后留设煤柱的弹塑性变形区,计算了煤柱承受的极限载荷,得出该矿8号煤层刀柱采煤法留设的煤柱实际承受的荷载小于其所能承受的极限荷载,煤柱处于稳定状态,上覆岩层在煤柱上产生应力集中现象,对下部煤层开采造成较大的困难。[关键词]残留煤柱;破坏特征;下部煤层[中图分类号]TD823181[文献标识码]A[文章编号]100626225(2009)0520013203Failu
3、reCharacteristicofResidualCoalPillarandItsInfluenceonDownwardMining1,32145ZHUTao,SONGMin,KANGLi2xun,ZHUOQing2feng,CUIYong2feng(1.MiningEngineeringCollege,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China;2.ArchitectureEngineeringDepartment,ShandongWate
4、rConservancyVocationInstitute,Rizhao276826,China;3.MengnanCoalCo.,LtdofZhungerCounty,InnerMongolia,Zhunger010400,China;4.MiningDepartment,ErdosVocationInstitute,Erdos017000,China;5.Mining&DesigningBranch,ChinaCoalResearchInstitute,Beijing100013,China)A
5、bstract:TakingWangfengCollieryasanexample,thispaperappliedWilsoncoalpillardesignmethodandlimitequilibriumcondi2tiontoanalyzingelastic2plasticdeformationareaofresidualcoalpillarafterminingwithwedgepillarmethodandcalculatinglimitload2ingoncoalpillar.Resu
6、ltshowsthatactualloadingonpillarsin8thCoalSeamissmallerthanlimitvalueandpillarsarestable.Stressconcentrationduetooverlyingstrataweightonpillarwillmakedownwardcoalseamminingdifficult.Keywords:residualcoalpillar;failurecharacteristic;downwardcoalseam太原市王
7、封煤矿8号煤层和9号煤层为极近距定性的宏观显现进行现场观测。离煤层组,平均间距仅为0175m。上部8号煤层的1刀柱煤柱的弹塑性变形区分析倾角平均为7°,厚度平均为4157m,直接顶为115m厚的石灰岩,基本顶为4152m厚的炭质泥岩和我国对煤柱的稳定性进行分析时,应用最多的3184m厚的石灰岩;底板为页岩,最大厚度0179是英国学者A1H1威尔逊(Wilson,1972)的煤柱m、最小厚度0171m、平均0175m。该页岩下部设计公式。由于该理论是建立在三向强度特性的基为9号煤层,倾角平均为5°,厚
8、度为3133m。础上,克服了其他方法的缺陷,因而更加实用和可[1]由于矿井实际条件的限制和历史原因,8号煤靠。层采用刀柱采煤法,工作面平均长度80m,采出宽A1H1威尔逊于1972年提出了两区约束理[2][3]度14～18m,平均16m,留设的刀柱煤柱宽度7m。论,如图1所示。通过对刀柱煤柱加载试验,该煤层已基本回采完毕,仅剩余边角煤。由于8发现在加载的过程中煤柱的应力是变化的,从煤柱号、9号煤层的层间距很小,平均仅0175m,且层应力峰值σ1到煤柱边界这一区段,煤体
