南梁煤矿长壁间隔式开采方法开采段合理长度及煤柱参数的研究.pdf

论文题目：南梁煤矿长壁间隔式开采方法开采段合理长度及煤柱参数研究 工程领域：采矿工程 工程硕士：付二军 （签名） 指导老师：侯忠杰 （签名） 柴 敬 （签名） 摘 要 榆神、神府矿区近二十年的开采实践表明，地表厚风积沙松散层、薄基岩、浅埋煤 层开采矿山压力显现强烈，上覆岩层将会沿工作面发生切落，地表出现台阶下沉，为了 确保安全开采，中小矿井均采用房柱式开采方法，这不仅需要留设大量煤柱，而且形成 了悬露数万甚至数十万平方米的采空区，当煤柱逐渐失去支撑能力后，顶板会发生瞬时 大面积冒落，形成强烈震动与飓风，对矿井危害严重。 南梁煤矿 20105 工作面是长壁间隔式开采方法的首个试验面，根据工作面 2 种不同 推进长度的矿压观测，总结了土基型浅埋煤层条件下开采矿压显现及覆岩移动规律，以 及上覆岩层出现贯通裂隙的规律。试验工作面矿压观测表明开采段长度 50 m 是安全的， 而开采段长度超过 50 m 存在潜在的危险，特别是工作面裂隙与地表贯通出现覆岩全厚 度切落危害极大，20105 工作面试验就出现了这种灾变。间隔开采参数设计要坚决避免 这种灾变出现。 针对南梁煤矿长壁间隔式开采方法，引入临时煤柱和隔离煤柱概念，提出采用临时 煤柱和隔离煤柱两种不同布置方式，以避免大面积垮落灾害。本文通过对间隔式开采方 法煤柱应力的实际监测，验证了之前研究的隔离煤柱、临时煤柱上应力分布结论的可靠 性，证明 15m 隔离煤柱是合理的。探测表明南梁煤矿长壁间隔式开采方法地面已经塌陷， 已实现了顶板小面积无灾害垮落。通过对长壁间隔式开采方法与刀柱式开采方法进行了 比较，分析了间隔式开采方法在中小型煤矿应用的优越性。 以监测工作面地质条件为原型应用FLAC3D 程序对临时煤柱和隔离煤柱进行了数值 模拟，理论分析和数值模拟表明采用宽度 5m 的临时煤柱和宽度 15m 的隔离煤柱布置方 案能实现顶板小面积无灾害垮落，从而预防中小煤矿经常出现的顶板大面积垮落灾害， 这与其它研究手段得出的结论相吻合。 关 键 词：间隔式开采；矿压观测；数值模拟；临时、隔离煤柱；无灾害垮落 研究类型：应用研究 Subject :Study on Reasonable length of Mining Area and Parameter of Pillar of Nanliang Coal Mine with the Partitional Coal Mining Specialty :Mining Engineering Name :Fu Erjun (Signature) Supervisor : Hou Zhongjie (Signature) Chai Jing (Signature) ABSTRACT Mining practice of the ShenFu mining area near 20 year indicate that pressure appearance for shallow coal bed with thick loose sand and thin bedrock is intense. Cut falls of overburden will occur along the working face, Step sink of the surface will present . To guarantee safe mining, the small mine pit have u