突出厚煤层沿空掘巷煤柱留设宽度优化研究

TD713%TD353; 突出煤层开采中存在开采时遗留过多煤柱与消突工程量投入巨大的问题,这和现阶段煤炭开采的理念有差异,合理的煤柱宽度以及安全的巷道布置范围不仅能保证煤炭合理安全的开采,还能提高煤炭资源的采出率、降低突出煤层中防突消突的投入量和工程量.以新集二矿1上煤230102工作面作为研究对象,采用理论分析和计算得出煤层开采过程中邻空煤体的应力分布规律以及极限平衡区宽度范围;采用钻孔测力计实测煤层开采过程中邻空煤体内垂直应力的变化情况,并结合数值模拟模拟工作面推进情况以及结合邻空、实体两侧煤体瓦斯含量确定了突出厚煤层采动卸压影响范围;基于FLAC3D软件模拟不同煤柱尺寸下巷道掘进的情况,...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 50; no. 3; pp. 92 - 101
Main Authors 周礼杰, 陈亮, 程志恒, 艾国, 孔德中, 王蕾, 王宏冰, 郭凯
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 贵州大学 矿业学院,贵州 贵阳 550025%华北科技学院 安全监管学院,北京 101601%华北科技学院 安全工程学院,北京 101601%神木职业技术学院,陕西 神木 719399%北京理工大学 管理与经济学院,北京 100081 19.04.2022
中国煤炭学会,北京 100013%北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083
Subjects
突出厚煤层;沿空掘巷;邻空煤体;应力分布;瓦斯含量;煤柱宽度
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ISSN0253-2336
DOI10.13199/j.cnki.cst.2021-0710

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Abstract TD713%TD353; 突出煤层开采中存在开采时遗留过多煤柱与消突工程量投入巨大的问题,这和现阶段煤炭开采的理念有差异,合理的煤柱宽度以及安全的巷道布置范围不仅能保证煤炭合理安全的开采,还能提高煤炭资源的采出率、降低突出煤层中防突消突的投入量和工程量.以新集二矿1上煤230102工作面作为研究对象,采用理论分析和计算得出煤层开采过程中邻空煤体的应力分布规律以及极限平衡区宽度范围;采用钻孔测力计实测煤层开采过程中邻空煤体内垂直应力的变化情况,并结合数值模拟模拟工作面推进情况以及结合邻空、实体两侧煤体瓦斯含量确定了突出厚煤层采动卸压影响范围;基于FLAC3D软件模拟不同煤柱尺寸下巷道掘进的情况,结合卸压范围以及工程实践中关注的问题进而确定了合理的煤柱宽度.研究结果表明:①随工作面持续推进,在工作面邻空煤体内的支承应力随距采空区深度的递增呈现先增高至峰值后降低至原岩应力水平的规律,其支承应力峰值会出现在煤壁深入9.18 m附近;②在突出厚煤层开采中,邻空煤体0～25 m为卸压影响区,其卸压区和塑性区为邻空煤体0～9.5 m;③留设宽7～9 m煤柱时,能提高突出厚煤层煤炭资源采出率,降低突出厚煤层沿空掘巷消突工程量,利于巷道围岩控制,保证安全生产.
AbstractList TD713%TD353; 突出煤层开采中存在开采时遗留过多煤柱与消突工程量投入巨大的问题,这和现阶段煤炭开采的理念有差异,合理的煤柱宽度以及安全的巷道布置范围不仅能保证煤炭合理安全的开采,还能提高煤炭资源的采出率、降低突出煤层中防突消突的投入量和工程量.以新集二矿1上煤230102工作面作为研究对象,采用理论分析和计算得出煤层开采过程中邻空煤体的应力分布规律以及极限平衡区宽度范围;采用钻孔测力计实测煤层开采过程中邻空煤体内垂直应力的变化情况,并结合数值模拟模拟工作面推进情况以及结合邻空、实体两侧煤体瓦斯含量确定了突出厚煤层采动卸压影响范围;基于FLAC3D软件模拟不同煤柱尺寸下巷道掘进的情况,结合卸压范围以及工程实践中关注的问题进而确定了合理的煤柱宽度.研究结果表明:①随工作面持续推进,在工作面邻空煤体内的支承应力随距采空区深度的递增呈现先增高至峰值后降低至原岩应力水平的规律,其支承应力峰值会出现在煤壁深入9.18 m附近;②在突出厚煤层开采中,邻空煤体0～25 m为卸压影响区,其卸压区和塑性区为邻空煤体0～9.5 m;③留设宽7～9 m煤柱时,能提高突出厚煤层煤炭资源采出率,降低突出厚煤层沿空掘巷消突工程量,利于巷道围岩控制,保证安全生产.
Author 程志恒
王宏冰
郭凯
陈亮
周礼杰
孔德中
王蕾
艾国
AuthorAffiliation 贵州大学 矿业学院,贵州 贵阳 550025%华北科技学院 安全监管学院,北京 101601%华北科技学院 安全工程学院,北京 101601%神木职业技术学院,陕西 神木 719399%北京理工大学 管理与经济学院,北京 100081;中国煤炭学会,北京 100013%北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083
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AI Guo
ZHOU Lijie
GUO Kai
CHENG Zhiheng
KONG Dezhong
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DOI 10.13199/j.cnki.cst.2021-0710
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ISSN 0253-2336
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Issue 3
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PublicationDecade 2020
PublicationTitle 煤炭科学技术
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PublicationYear 2022
Publisher 贵州大学 矿业学院,贵州 贵阳 550025%华北科技学院 安全监管学院,北京 101601%华北科技学院 安全工程学院,北京 101601%神木职业技术学院,陕西 神木 719399%北京理工大学 管理与经济学院,北京 100081
中国煤炭学会,北京 100013%北京科技大学 土木与资源工程学院,北京 100083
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Title 突出厚煤层沿空掘巷煤柱留设宽度优化研究
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