区段煤柱留设宽度分析及优化--以崖窑峁煤矿为例

作     者：张金贵 程志恒 陈昊熠 殷帅峰 陈亮 薛傲 ZHANG Jingui;CHENG Zhiheng;CHEN Haoyi;YIN Shuaifeng;CHEN Liang;XUE Ao

作者机构：中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 华北科技学院矿山安全学院北京101601 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2022年第50卷第10期

页      面：60-67页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上资助基金(52074120) 国家自然科学青年资助基金(52204133) 国家重点实验室开放资助基金(GJNY-20-113-17)。 

主　　题：区段煤柱 煤柱宽度 煤柱优化 钻孔窥视 

摘      要：针对崖窑峁煤矿30103工作面保护煤柱过宽导致资源浪费这一问题,通过现场勘探、理论分析、数值模拟及现场监测的研究方法,建立了煤柱宽度计算模型,揭示了在6、8、10、12、15 m不同宽度的煤柱下应力、位移分布规律及塑性区特征,并确定了煤柱的合理留设宽度,利用钻孔窥视仪在现场进行监测并对比分析。研究结果表明:崖窑峁煤矿留设宽15、12 m保护煤柱时由于宽度较大,中间有大量未破坏区域,造成资源浪费;留设6、8 m保护煤柱时塑性区完全贯通,承载性能差,破坏严重;护巷煤柱宽度为10 m时,煤柱塑性区恰处于贯通或未贯通区间,煤柱内部具有一定的弹性核区域,并略高于理论计算的煤柱宽度范围9.55 m。通过对15 m和10 m的煤柱进行现场钻孔监测,发现无论15 m煤柱还是10 m煤柱是否受采动影响,煤柱内裂隙发育和扩展的影响不大,煤柱内存在一定范围未破坏区域,煤柱具有一定的完整性和稳定性。该研究成果为其他类似条件下矿井提供可参考的有效数据。