区段煤柱合理尺寸数值模拟研究.pdfVIP

总第132期 doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．09．004 区段煤 柱合理尺寸数值模拟研 究 石 亮，邢桂新 ，徐腾飞 (中国矿业大学，北京 100083) 摘 要：根据陕西秦源煤矿工程地质条件 ，通过建立 FLAC 数值模型，模拟分析了不同宽度的区段煤柱围 岩破坏特征和垂直应力分布特征，结果表明：在煤柱承载能力范围内，随着煤柱宽度的减小，应力值逐渐增 加 ，当达到承载能力极限时应力降低，煤柱破坏，失去承载能力。最终确定区段煤柱尺寸为 13m，为该矿后 续煤层开采区段煤柱留设尺寸提供了依据。 关键词：区段煤柱 ；煤柱合理宽度；FLAC 数值模拟 中图分类号：TD315 ．3 文献标识码 ：A 文章编号：1005—2798(2010)09—0009—03 StudyonNumericalSimulationofRationalW idth ofSectionCoalPillar SHILiang，XING Gui-xin，XU Teng-fei (ChinaUniversityofMiningandTechnolog，Beijing 100083，China) Abstract：BasedontheengineeringgeologicalconditionsofQinYuanCoal—miningCompany，thispaperanalyzedthestressdistribu— tionsandthefailurecharacteristicofthesurroundingrocksofsectioncoalpillarthroughFLAC establishmentminingmode1．Theanal— ysisresultsshowedthatintheactualloadbearingcapacityscopeofcoalpillar，verticalstressincreasesgraduallywiththereduceof coal pillarwidthwhenthecoalpillarisinultimatelimitstate，thecoalpillarisdamagedandlosescarryingcapacity．Thedimensionof sectioncoal pillaris13m atlast．Thismethodprovidesan importantbasistothefollowingcoalseam miningindesignofwidthofsee— tioncoalpillar． Keywords：sectioncoalpillar；rationalwidthofcoalpillar；FLAC ；numericalsimulation 留设煤柱一直是煤矿中传统的护巷方法，传统 层倾角平均为 15。，工作面倾斜长 175Ill，推进长度 的留煤柱护巷方法是在上区段运输平巷和下区段回 1567in；煤质较软，硬度系数为0．8。在顶煤中含有 风平巷之间留设一定宽度的煤柱 ，使下区段平巷避 一 定厚度 的硬煤夹层，硬度 系数为 1．2，厚度为 开固定支承压力峰值区。而留设煤柱宽度的大小， 0．5～1．5m。直接顶为灰色、深灰色砂质泥岩，平均 对巷道影响是非常大的。如果 留设煤柱过大 ，巷道 厚度为4．131TI；老顶为灰 白色含砾粗砂岩，成分主 的稳定性增强，但煤柱留设所带来的煤炭损失相当 要为石英，高岭土泥质胶结、较坚硬，平均厚度为 大 。所以在留设煤柱时应该在保证巷道稳定性 同 3．5m。上部毗邻 203采空区，如图1所示 。 时，使煤柱宽度尽可能的小。所 以区段支撑煤柱尺 寸的合理留设，对矿井安全和煤炭资源 的回收有着 重要的意义。 1 工程概况 秦源煤矿 204综放工作面位于 十520rn水平， 该面地表以北为戚家坡新村及矿区工业广场 ，西南