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《區(qū)段煤柱合理尺寸數(shù)值模擬研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、總第132期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．09．004區(qū)段煤柱合理尺寸數(shù)值模擬研究石亮，邢桂新，徐騰飛(中國礦業(yè)大學(xué)，北京100083)摘要：根據(jù)陜西秦源煤礦工程地質(zhì)條件，通過建立FLAC數(shù)值模型，模擬分析了不同寬度的區(qū)段煤柱圍巖破壞特征和垂直應(yīng)力分布特征，結(jié)果表明：在煤柱承載能力范圍內(nèi)，隨著煤柱寬度的減小，應(yīng)力值逐漸增加，當(dāng)達(dá)到承載能力極限時應(yīng)力降低，煤柱破壞，失去承載能力。最終確定區(qū)段煤柱尺寸為13m，為該礦后續(xù)煤層開采區(qū)段煤柱留設(shè)尺寸提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞：區(qū)段煤柱；煤柱合理寬度；F
2、LAC數(shù)值模擬中圖分類號：TD315．3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1005—2798(2010)09—0009—03StudyonNumericalSimulationofRationalWidthofSectionCoalPillarSHILiang，XINGGui-xin，XUTeng-fei(ChinaUniversityofMiningandTechnolog，Beijing100083，China)Abstract：BasedontheengineeringgeologicalconditionsofQinYuan
3、Coal—miningCompany，thispaperanalyzedthestressdistribu—tionsandthefailurecharacteristicofthesurroundingrocksofsectioncoalpillarthroughFLACestablishmentminingmode1．Theanal—ysisresultsshowedthatintheactualloadbearingcapacityscopeofcoalpillar，verticalstressincreasesgr
4、aduallywiththereduceofcoalpillarwidthwhenthecoalpillarisinultimatelimitstate，thecoalpillarisdamagedandlosescarryingcapacity．Thedimensionofsectioncoalpillaris13matlast．Thismethodprovidesanimportantbasistothefollowingcoalseamminingindesignofwidthofsee—tioncoalpillar
5、．Keywords：sectioncoalpillar；rationalwidthofcoalpillar；FLAC；numericalsimulation留設(shè)煤柱一直是煤礦中傳統(tǒng)的護巷方法，傳統(tǒng)層傾角平均為15。，工作面傾斜長175Ill，推進(jìn)長度的留煤柱護巷方法是在上區(qū)段運輸平巷和下區(qū)段回1567in；煤質(zhì)較軟，硬度系數(shù)為0．8。在頂煤中含有風(fēng)平巷之間留設(shè)一定寬度的煤柱，使下區(qū)段平巷避一定厚度的硬煤夾層，硬度系數(shù)為1．2，厚度為開固定支承壓力峰值區(qū)。而留設(shè)煤柱寬度的大小，0．5～1．5m。直接頂為灰色、深灰色砂質(zhì)泥巖，
6、平均對巷道影響是非常大的。如果留設(shè)煤柱過大，巷道厚度為4．131TI；老頂為灰白色含礫粗砂巖，成分主的穩(wěn)定性增強，但煤柱留設(shè)所帶來的煤炭損失相當(dāng)要為石英，高嶺土泥質(zhì)膠結(jié)、較堅硬，平均厚度為大。所以在留設(shè)煤柱時應(yīng)該在保證巷道穩(wěn)定性同3．5m。上部毗鄰203采空區(qū)，如圖1所示。時，使煤柱寬度盡可能的小。所以區(qū)段支撐煤柱尺寸的合理留設(shè)，對礦井安全和煤炭資源的回收有著重要的意義。1工程概況秦源煤礦204綜放工作面位于十520rn水平，該面地表以北為戚家坡新村及礦區(qū)工業(yè)廣場，西南圖1工作面布置為寶平公路戚家坡加油站、知青農(nóng)場、交界村
7、、屈家2計算方法灣四組，東為荒山植被。該面地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層呈單斜構(gòu)造。煤層厚度5．0～8．98m，平均7．8m，煤在拉格朗日算法基礎(chǔ)上，采用三維有限差分法收稿日期：2010-05-07作者簡介：石亮(1983一)，男，山東泰安人，在讀碩士研究生，主要從事礦山壓力及控制方面的研究。9石亮等：區(qū)段煤柱合理尺寸數(shù)值模擬研究第19卷第9期模擬，模型采用彈塑性材料，用Mohr—Coulomb屈服大時煤柱上的應(yīng)力分布呈馬鞍形，當(dāng)工作面向前推準(zhǔn)則判斷巖體的破壞，即：進(jìn)時，隨著煤柱寬度的減小煤柱的應(yīng)力逐漸增加，煤1+sin(D柱寬度由2
8、0m減小到12m時，應(yīng)力峰值由40MPa1?！淘黾拥?8．3MPa。說明煤柱寬度大于12m時，其=Or3一t應(yīng)力值并未達(dá)到煤體的強度極限，煤柱處于安全狀式中：or。、分別是最大和最小主應(yīng)力；C，分態(tài)。別是粘結(jié)力和摩擦角；or．為抗拉強度。當(dāng)煤柱寬度為10m時，在煤柱中部應(yīng)力疊加，當(dāng)=0時，材料發(fā)生剪切破
