急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度的研究.pdf

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1、硼臣固圈山西煤炭第34卷第6期2014年6月SHANXICOAL文章编号：1672—5050(2014)06—0010-03急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度的研究宋杰(长治职业技术学院，山西长治046000)摘要：针对急倾斜煤层巷道放顶煤采煤时区段煤柱高度的留设困难问题，建立了顶煤垮落后的采场力学模型，采用理论分析和数值模拟相结合，分析了顶板压力分布规律提出了顶板挠曲线方程。研究表明：保护煤柱的作用主要是缓冲采空区大块煤矸的冲击，高度应在1～2m左右；数值模拟结果显示煤柱高度为2．0Ill时，下区段上巷位于工作面采动应力降低区，在此位

2、置布置巷道时，巷道围岩应力较小，利于巷道的支护和维护关键词：急倾斜煤层；巷道放顶煤开采；力学机理；区段煤柱高度中图分类号：TD823文献标识码：A急倾斜煤层巷道放顶煤是指：一个采区内沿倾丽；k。为煤体Winkle地基系数；q。为顶板均斜方向按照一定标高(15～30m)划分若干个区段，在布载荷，q0=Hycoso~。每个区段的下部布置放煤巷道(运巷)，上部布置回松散顶煤上分布的压力P为：风巷道；在放煤巷道内均匀布置放煤小眼，采用爆破g。[1-e~(si。。s／3x)]·(2)等手段使顶煤放出(11。现场实践表明，巷道受动压影响的强弱，与巷道保护

3、煤柱高度紧密相关。因此，护式中：为阻力系数，卢=瓦；E为顶板弹性模巷煤柱合理高度的确定，对缓冲上区段矸石冲击巷量；，为惯性矩；为松散煤体Winkle地基系数。道、维护放煤巷道的稳定、改善开采效果有着重要意当x=0时P有最小值：：。=qo(1—1)=o。当一∞义。目前国内外有关区段煤柱高度研究大多是零散时，p由此分析可知，在x=O处，作用于顶板上的的、不系统的。本文以大汉沟急倾斜煤层巷道放顶压力发生突变，实体煤的压力现应力集中达到峰煤区段煤柱为对象，采用理论分析和数值模拟相结值，而作用于松散煤体的压力为0l5l，顶煤垮落后顶板合，研究了顶板应力

4、分布特征、合理巷道位置，确定压力分布规律，见图2。了煤柱合理高度，以供安全生产参考。1合理区段煤柱高度的理论分析随着顶煤垮落顶板应力重新分布，且不断弯曲下沉；假设破碎后的顶煤力学性质，近似为弱弹性体，则其较完整的煤层顶板可看作两端为弹性基础的粱。由此，可得到顶煤垮落后采场力学模型_41，见冈l。以T作面回采方向为轴正方向，在x>0一侧，梁一端是实体煤；在x<0一侧，梁与松散顶煤连接，梁受到的上部反力呈连续分布。据文献[41，此时顶板挠曲线方程为：图1顶煤垮落后图2顶煤垮落后顶板=+em(clsin~+C2COSOOC)．(1)I顶板力学模型压

5、力分布规律式中：C、C为积分常数；为阻力系数，=收稿日期：2014—02—25作者简介：宋杰(1979一)，男，山两平顺人，在读工程硕十，从事煤矿开采的教学与研究。10第34卷第6期山西煤炭管理上查找存在的问题，做到有效的预防事故；②系管理者和技术人员对突出危险点进行隐患排查和及统有良好的模块的划分，能够对各种信息进行归类时发现、处理；④煤与瓦斯突出事故预防信息系统开管理，达到清晰、明确、简捷的目的，使煤矿井下防突发成本较低，易于维护且界面友好，有利于提高煤矿管理成效突出；③运用模糊综合评价法，可以评判当防突水平。煤矿煤与瓦斯突出事故预防信息

6、系统，对前矿井各个具有突出危险性的危险点的等级，有利于提高煤矿整体生产水平有很大的意义。参考文献：[1】程远平，付建华，俞启香．中国煤矿瓦斯抽采技术的发展『J1l采矿与安全工程学报，2009，26(2)：127—138[2】林琳，陆愈实．煤矿安全信息化管理[JJ．安全与环境工程，2007，14(2)：87—90．【3]刘思峰．灰色系统理论及其应用[M】．北京：科学出版社，2010．AccidentPreventionInformationSystemforCoalandGasOutburstDUJunfeng。(1．CollegeofMini

7、ngEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China；2．JinnengGroupCo．，Ltd．，Taiyuan030002，China)Abstract：Withtheincreaseofminingdepth，coalandgasoutburstaccidentsoccurmorefrequently．Inthepreventionofcoalandgasoutburst，twofactors，technologyandmanagement，couldnotbei

8、gnored．Theirc0mp1ementationareimportantforcoalenterprisestoavoidthecoalandgasoutbu