DOI: 10.11799/ce202503015
厚硬岩层下大采高孤岛面煤柱宽度优化及控制技术研究
张童1
张宁波2
李廷1
刘起源1
陈宝宝3
吴东园1
1.中煤昔阳能源有限责任公司黄岩汇煤矿,山西 晋中 0453002.中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 2211163.安徽理工大学 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽 淮南 232001
摘要：大采高孤岛面煤柱留设的合理尺寸确定是影响煤炭回采率与安全回采的关键因素之一,以黄岩汇矿15115 大采高孤岛面为研究对象,运用理论计算与数值模拟方法,构建了厚硬岩挠曲-煤体协同压缩与硬岩悬臂附加应力耦合作用的煤柱叠加承载模型,确定了合理柱宽.主要结论如下:煤柱帮荷载主要由厚硬岩层挠曲与煤体自重压缩变形效应决定,而采空区侧荷载来源于悬臂岩层附加应力.煤柱荷载与极限承载力在其宽度上变化呈反向趋势,得到了煤柱最小宽度 9.4 m,确定了等效断裂角对降低煤柱荷载强度的作用敏感点为 82°.模拟中随煤柱宽度增加,煤柱塑性破坏范围占比与煤体扩容程度降低,中部应力集中程度趋于稳定,整体承载性能增强,综合考虑宽度设置为10.0 m.现场表明,巷道两侧实施压裂后,岩层裂缝贯通弱化了厚硬岩层的完整性.煤柱保留了中部2.0 m弹性区,顶底板及两帮变形量均控制在520 mm内,有效实现了孤岛面安全护巷.
关键词：大采高孤岛工作面硬岩层煤柱宽度岩-煤柱压缩协同变形压裂卸压
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2020YFB1314203)国家自然科学基金(52104113)
论文发表日期：2025-03-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 103-114 )
英文信息