突出厚煤层沿空掘巷煤柱留设宽度优化研究

Study on optimization of coal pillar width of gob-side entry driving in thick coal seam with gas outburst

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中文摘要：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.

作者：

周礼杰、陈亮、程志恒、艾国、孔德中、王蕾、王宏冰、郭凯

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作者单位：

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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关键词：

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

基金：

国家重点实验室开放基金国家自然科学基金国家自然科学基金青年科学基金

项目编号：

GJNJ-18-73.175207412051904082

出版年：

2022

DOI：

10.13199/j.cnki.cst.2021-0710

煤炭科学技术

煤炭科学研究总院

煤炭科学技术

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：2.095

ISSN：0253-2336

年,卷(期)：2022.50(3)

被引量7
参考文献量21