“双硬”煤层综放面沿空掘巷煤柱多尺度强度与控制研究
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作者
单成方戚盛名谢国良秦剑云李亚锋黄鹏张强任国辉
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单位
库车县榆树岭煤矿有限责任公司中国矿业大学矿业工程学院中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室
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摘要
通过实验测试,分析了不同高径比煤样试件所受载荷,得出了不同高径比煤样试件对应的抗压强度峰值拟合公式;基于榆树岭煤矿110505工作面巷道掘进具体采矿地质条件,建立了FLAC3D数值分析模型,研究了不同高宽比下煤柱内部应力、塑性区以及巷道围岩的变形规律。研究结果表明:随着煤柱高宽比增大,煤柱破坏阶段的峰值强度逐渐减小,当煤柱高宽比分别为0.26、0.31、0.43、0.85、1.70时,煤柱破坏峰值强度分别为63.26、56.50、47.32、37.70、30.03 MPa;通过对强度校核公式拟合后,确定了不同宽高比煤柱极限载荷,综合考虑矿井的经济效益,确定110505工作面与110503工作面间区段煤柱宽度为4 m。现场实测榆树岭煤矿110505巷道煤柱内部应力整体较小,应力集中系数较小,工作面掘进期间巷道整体变形较小,说明了煤柱留设宽度的合理性。
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关键词
煤柱留设极限载荷围岩变形
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文章目录
0 引言
1 综放面沿空掘巷地质条件
2 不同高径比煤样试件力学特性测试
2.1 不同高径比煤样试件力学特性试验测试
2.2 试验结果分析
3 沿空掘巷护巷煤柱极限强度校核
3.1 数值模拟方案设计
3.2 数值模拟结果分析
3.3 不同高宽比煤柱强度校核
(1)Bieniawski公式
(2)Holland公式
(3)Bunting公式
(4)Bunschinger公式
4 沿空掘巷巷道煤柱留设工程实践
4.1 巷道煤柱应力分布实测分析
(1)区段煤柱位置
(2)煤柱应力分布
4.2 巷道掘进围岩变形实测分析
(1)110505运输顺槽支护方案
(2)110505运输顺槽围岩变形特征
5 结语
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引用格式
单成方,戚盛名,谢国良等.“双硬”煤层综放面沿空掘巷煤柱多尺度强度与控制研究[J].煤炭技术,2023,42(10):63-68.DOI:10.13301/j.cnki.ct.2023.10.014.