第 2期
1 引 言
我国的地下巷道掘进量居于世界首位,区段平巷
的掘进量较大。长期以来,区段平巷都是通过保留区
段煤柱来保障生产安全,导致煤炭损失率达到煤炭总
损失率的 40%。由于区段煤柱合理尺寸和区段煤柱稳
定性有密切关系,因此合理地选择区段煤柱宽度,不
仅可以维护工作面的稳定生产,而且可以将煤炭损失
降到最低,提高煤炭采出率,进一步提升煤矿利润。两
渡煤矿区段煤柱留设为 40m,虽然导致巷道支护工艺
相对简单,但也使得煤炭大量浪费
[1-2]
。因此,本文将
分别以宽度条件和强度条件对该矿区段煤柱尺寸进
行理论计算。
2 工程背景
某煤矿位于山西省长治市屯留县境内,生产能力
为 90 万 t/a,现 主 采 3
#
煤 层 。3
#
煤 层 厚 度 为 4.92~
7.52m,煤层平均倾角为 3°,煤层结构简单,夹矸 1~4
层,夹矸厚为 0.10~0.32m,个别孔夹矸可达 0.65m。现
采 工 作 面 为 2207 工 作 面 ,地 面 标 高 为 + 942.5~+
944.5m,工作面标高为+450.2~+506m。该工作面回
采时采用“一进两回”的巷道布置方式,巷道断面呈矩
形,走向长度 979m,可采长度 782m,倾斜长度 210m,
斜 面 积 164850m
2
;煤层 平 均 厚 度 6.05m,采高 3.0 ±
0.1m,采 放 比 1.1∶1,煤 体 容 重 1.4t/m
3
,循 环 进 度
0.75m,回采率93%。
3 宽度条件确定区段煤柱尺寸
考虑掘进因子
α
、开采扰动因子
d
、时间因子
T
对煤柱宽度的影响,将煤柱宽度公式进行修正为
[3]
:
B
1
≥
[ ]
L
1
+ αd
( )
x
1
+ x
0
/T
(1)
式中,
B
1
为工作面区段煤柱宽度;
T
为工作面开
采中的时间影响因子,取 0.95;
d
为工作面开采中的
扰动影响因子,1.5~3.0,取 1.5;
α
为工作面开采中的
掘进影响因子,取1.1。
区段煤柱上、下侧塑性区宽度
x
0
、
x
1
分别为:
x
0
=
mλ
2 tan φ
0
ln
é
ë
ê
ù
û
ú
λK
′
γH tan φ
0
+ 2C
0
2λC
0
(2)
x
1
=
mλ
2 tan φ
0
ln
é
ë
ê
ù
û
ú
λK
′
γH tan φ
0
+ 2C
0
2λC
0
(3)
区段煤柱弹性核临界破坏宽:
两渡煤矿区段煤柱合理尺寸确定
王荣刚
(山西焦煤汾西矿业(集团)两渡煤矿,山西 灵石,033300)
摘 要: 我国井下开采中区段平巷发展迅速,但盲目加大区段煤柱留设,致使大量煤炭资源的浪费。
两渡煤矿原有区段煤柱留设为 40m,巷道支护工艺简单,但煤炭损失较大,现进行区段煤柱合理留设
设计。本文分别以宽度条件和强度条件对该矿区段煤柱尺寸进行理论计算,计算结果为:宽度条件下
煤柱留设≥31.63m;强度条件下煤柱留设≥33m。又通过对该矿 5个特殊条件情况下区段煤柱留设的分
析,最终确定该矿合理的区段煤柱尺寸为33m。
关键词: 煤柱留设 宽度条件 强度条件 特殊条件
中图分类号:TD82 文献标识码:A 文章编号:1674-8492(2018)02-036-03
作者简介:王荣刚(1985-),男,工程师,2008 年毕业中国矿业大学采矿专业,现任职于山西焦煤汾西矿业(集团)两渡煤矿。Tel:13994483669,
E-mail:125221395@qq.com
第 16 卷 第 2 期
VOL.16 NO.2
2018年 2月
Feb.2018
(4)
L
1
=
||
( )
1 - sin φ
( )
K - K
′
γHm
{ }
2C cos φ
( )
1 + sin φ + sin φ
é
ë
ù
û
1
3
( )
K + K
′
+ 1
( )
1 + sin φ γH +
( )
1 - sin φ KγH - 2C cos φ
2
-
é
ë
ù
û
1
3
( )
K + K
′
+ 1
( )
1 + sin φ γH +
( )
1 - sin φ KγH - 2C cos φ
2
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