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廟哈孤礦區淺埋煤層護巷煤柱合理寬度研究.pdf

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第 25卷第 1期 2016年 1月 中 國 礦 業 CHINA M INING M AGAZINE V 01.25,N o.1 Jan. 2O16 廟 哈 孤 礦 區淺埋 煤 層 護 巷 煤 柱 合 理 寬度研 究 耿耀強,陳 通,黃克軍,喬懿麟 (陜西煤 業化 工技 術研 究 院有 限責任 公 司,陜 西 西安 710065) 摘 要 :針對廟 哈孤礦區淺埋煤層護巷煤柱 留設 寬度的問題 ,以廟 哈孤礦 區安 山煤礦 5—2煤 層護巷煤 柱為研究對象 ,采用理論計算 、工程類 比、相似材料模擬等方法研究護巷 煤柱寬度 。結 果表 明:通過彈 塑性 極限平衡理論計算得 出煤柱 留設理論寬度為 12 m,并 對不同煤柱寬度進行 了相似模擬研究 ,參考 工程類 比 結果 ,確定了廟哈孤礦 區安 山煤 礦護巷煤柱合理寬度為 15 m,成果創造 了較大 的社會經濟效益 。 關鍵 詞 :淺埋煤層 ;護巷煤柱寬度 ;廟 哈孤礦區 ;相似材料模擬 中圖分類號 :TD822.3 文獻標識碼 :A 文章 編號 :1004—4051(2016)01-0097—04 Research into rational width of chain coal—pillar of shallow coal seam in M iaohagu mining area GENG Yao—qiang,CHEN Tong,HUANG Ke—jun,QIAO Yi—lin (Shaanxi Coal& Chemical Technology Institute Co.,Ltd.,Xi’An 710065,China) Abstract: For studying the problem of rational width of chain coal—pillar of Shallow Coal Seam in M iaohagu mining area,taking the chain coal—pillar of 5-2 coal seam in Anshan M ine of M iaohagu mining area as research object,this paper studied the width of chain coal—pillar using the methods of theoretical analyses, engineering analogy and similar material simulation.The results of this study showed:coal—pillar setting width was 1 2 m through plastic limit equilibrium theory.Different coal pillar widths were simulated,it was comprehensively determined that coal—pillar setting width is 1 5 m through referred result of engineering analogy.The research results create great social and econom ic benefits. Key words: shallow coal seam ; chain coal-pillar width; Miaohagu mining area; similar material simulation 護 巷 煤 柱 寬 度 對 巷 道 圍巖 穩 定 性 、資 源 采 出 率 、經 濟效 益 等 都 有 著 十 分 顯 著 的 影 響 ,確 定 煤 柱 寬 度是 巷道 支 護 設 計 的重 要 部 分[1 ]。 為 了 實 現 高 效 開采 ,廟 哈孤 礦 區 回采 巷 道 普 遍 采 用 雙 巷 掘 進 和 維 護方 式 ,相鄰 工 作 面 回采巷 道 之 間 留設 煤 柱 。在 廟 哈孤 礦 區淺埋 煤 層 地 質 條 件 下 ,礦 山壓 力 及 護巷 煤 柱合 理 寬 度有 其 自身 的特 點 [4 ]。針 對 廟 哈 孤 礦 區安 山煤 礦 5—2煤 層地 質 條件 ,采 用 理論 計 算 、工 程 類 比 、相 似材 料 模 擬 等 方 法 ,對 廟 哈 孤 礦 區淺 埋 煤 層 護 巷煤 柱 的合 理寬度 開 展研 究 。 1 地 質 及 生產技 術條 件 安 山煤 礦 為 廟 哈 孤礦 區建 成 的 首個 大 型 礦 井 , 2002工作面為其二 盤 區首 采工作 面 ,開采 煤層 為 5—2, 收 稿 日期 : 2015-07—15 作者簡介 :耿 耀強(1987一),男 ,蒙古 族 ,內蒙古赤 峰人 。2012年畢 業 于中國礦業大學采 礦工程 ,碩士研 究生 ,現在陜 西煤業 化工 技術 研究院有限責任公 司 主要 從事 采礦技 術研 究工作 。E-mail:gengyq @ sxccti.corn 煤 層平 均 厚 度 2.14m,為 近水 平 煤 層 ,傾 角 0~ 3。, 煤層 底板 平均 標 高 1166m,最 大 埋 深 129m,最 小 埋 深 16m,工 作 面設 計 地質 儲量 158.1萬 t,回采儲 量 136.4萬 t,走 向 長 度 2012m,傾 向 長 度 270.5m。 2002工作 面地 表 植 被 稀 疏 ,水 土 流 失 嚴 重 ,基 巖 裸 露較 普 遍 ,基 巖 以上 為第 四 系黃 土 及新 近 系紅 土 覆 蓋 ,個別 區域 土 層 含 沙 較 大 ,地形 破 碎 ,溝 壑 縱 橫 。 目前 ,安 山煤礦 相鄰 工作 面護 巷煤柱 寬度 為 20rn。 頂 板巖 性大 致穩 定 ,偽 頂 約 0.1~0.2m,炭 質泥 巖 ;直接 頂 為砂質 泥 巖 ,厚 3~6m;基 本 頂 為粗 粒 砂 巖 ,直 接 頂 與 基 本 頂 在 工 作 面 大 部 分 區 域 比較 穩 定 。煤 層底 板 為砂 質 泥 巖 ,較 穩 定 ,有 遇 水 膨 脹 泥 化 特點 。 2 理 論計 算 煤 體 開挖形 成 煤 柱 以后 ,隨著 垂 直 應 力 不 斷 向 深 處轉 移 ,支 承壓 力 逐 漸 增 大 ,直 至 達 到峰 值 ,從 煤 柱 應力 峰值 到煤 柱 邊界 這 一 區段 ,煤 體 應 力 已超 過 了屈 服點 ,從煤 柱邊 界 至 支 撐 壓 力 峰值 這 個 區域 稱 為煤柱 的屈 服 區(L 和 L。)。而屈 服 區之 間煤 體稱
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