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1、第20卷第5期中国安全科学学报Vol.20No.52010年5月ChinaSafetyScienceJournalMay20103近距离上保护层开采最小安全岩柱厚度研究袁东升教授景国勋教授张子敏教授(河南理工大学安全科学与工程学院,焦作454000)学科分类与代码:6202740(安全模拟与安全仿真学)中图分类号:X936文献标志码:A基金项目:国家自然科学重点基金资助项目(50534070);国家重大科技专项课题(2008ZX05040-005)。【摘要】运用岩石力学知识和数值模拟方法,分析近距离保护层矩形掘进巷道
2、周边的应力分布规律以及巷道塑性区范围的确定方法,并结合平煤集团五矿的保护层开采条件,利用FLAC数值计算程序对该矿近距离上保护层掘进期间不同岩柱厚度条件下的保护层底板塑性破坏范围进行数值模拟,在此基础上,提出合理确定保护层底板安全岩柱厚度的方法,现场观测结果表明,理论计算与数值模拟结果比较吻合,符合生产实际。【关键词】保护层;被保护层;安全岩柱;瓦斯突出;塑性区ResearchontheMinimumThicknessofSecurityPillarduringtheMiningforShort2rangeUpwar
3、dProtectiveLayerYUANDong2sheng,Prof.JINGGuo2xun,Prof.ZHANGZi2min,Prof.(SchoolofSafetyScience&Engineering,HenanPolytechnicUniversity,Jiaozuo454000,China)Abstract:Theruleofstressdistributionaroundtherectangularroadwayandthemethodfordeterminingtheplasticzoneofroad
4、waywerestudied.Withtheminingconditionsoftheprotectiveseamsofthe5thcoalmineofPingdingshanGroupofCoalIndustryasanexample,andbyusingFLACnumericalcalculationprogram,anumericalsimulationwasconductedonthestressanddisplacementoftheprotectiveseamfloorundertheconditiono
5、fdifferentrockpillarsduringtheminingofshort2rangeupwardprotectivelayer.Basedonit,themethodforrationallydeterminingthethicknessofsecuritypillarswasproposed.Fieldobserva2tionshowsthatthetheoreticalcalculationsagreewellwiththenumericalresultsandproductionpractice.
6、Keywords:protectivelayer;protectedseam;securitypillar;gasoutburst;plasticzone离保护层开采条件下安全开采与保护效果的结合0引言点,对合理规划、设计保护层,优化保护效果,实现煤-气安全共采具有十分重要的意义。保护层开采是瓦斯治理最有效、最经济、最合理的重大技术,特别是近距离保护层开采效果更加突平煤天安五矿己组煤层开采期间,为解决己16、17出,仅仅从消除被保护层突出危险性的角度分析,保煤层的突出危险问题,拟首先开采近距离保护层护层距离越近,效果
7、应该越明显,但是,两者之间距己15煤层,但由于己15煤层距己16、17突出煤层较近,属离太接近,又容易使两层之间的岩层失稳、变形、破于近距离保护层开采,因此,面临开采的安全性问坏从而失去安全屏障作用,破坏被保护层的煤层开题,为此,必须对保护层与被保护层之间的屏障———采条件,甚至诱发煤与瓦斯突出,因此,确定近距离安全岩柱进行研究,通过对五矿保护层掘进巷道实保护层与被保护层之间的最小岩柱厚度,寻找近距际开挖后围岩的应力分布状况以及巷道岩石强度特3文章编号:1003-3033(2010)05-0023-06;收稿日期:2
8、010-01-10;修稿日期:2010-04-30中国安全科学学报第20卷·24·ChinaSafetyScienceJournal2010年性的分析、计算,初步确定巷道的塑性破坏范围,在此基础上,利用FLAC数值计算程序对该矿近距离上保护层掘进期间不同瓦斯压力和不同岩柱厚度条件下的保护层底板应力和位移变化进行了数值计算,从巷道应力状况和底板位
