中厚煤层区段煤柱留设宽度理论确定.pdf

第29卷第5期 西 安科技 大 学 学 报 v01．29No．5 XI’AN 2009年9月 JOURNALOF UNⅣERS兀YOF AND SCIENCETECHNOLOGYSept．2009 文章编号：1672—9315(2009)05—0521-06 中厚煤层区段煤柱留设宽度理论确定 张国华1”，张雪峰1，蒲文龙1，侯凤才1 摘要：依据GB50218—94工程岩体质量级别及相应质量定性特征描述，综合考虑顶板完整程度 和软硬程度，以及巷道位置、巷道与煤层尺寸等因素，从应用的角度出发将巷道围岩划分成6种组 算公式，并应用于东保卫煤矿三采区36’煤层回采巷道布置当中，收到了良好的技术与经济效果， 该研究对确定区段煤柱合理留设宽度具有参考作用。 关键词：中厚煤层；区段煤柱；留设宽度 350．1 中图分类号：TD 文献标志码：A 随着沿空留巷技术的不断发展和推广应用，在我国各类煤层回采巷道布置中均优先考虑采用这种方 式。从应用范围来看，这种布置方式在薄煤层开采中应用最广，其次是中厚煤层，在厚煤层中相对应用较 少。而无论哪类煤层，在煤层倾角比较大、或煤层顶板较破碎、或顸(底)板属于软岩的条件下，沿空留巷 均会受到一定程度的限制，于是留设一定宽度的煤柱重新掘巷则成为必然选择，因此，煤柱留设宽度的确 定就成为需要解决的主要问题。 征的描述，并考虑巷道尺寸和巷道与煤层之间的相对位置关系，将围岩划分成6种组合类型，给出了中厚 煤层区段煤柱宽度的理论计算公式，并应用于现场实际，收到了良好的技术与经济效果，无疑对指导现场 生产具有重要的意义。 1 回采巷道围岩组合类型界定 众所周知，影响煤柱留设宽度的因素主要包括自然因素和技术因素2个方面。自然因素主要包括煤 岩体的物理力学性质、开采深度、煤层倾角、煤层厚度等¨。1；由于煤柱留设宽度是否合理，主要取决于据 此掘出的回采巷道是否能够正常使用，因此技术因素主要包括回采巷道的断面尺寸、支护方式和支护参 数等。 根据国标GB50218—94提出的工程岩体质量分级方法，依据岩石的饱和抗压强度和岩体的完整性指 数，计算出岩体的基本质量指标(BQ)，据此将岩体基本质量分为I～V级，见表1[63。 为研究问题方便，根据对工程岩体基本质量定性特征描述，可将工程岩体在总体上分为稳定和不稳 定2类，其中稳定岩体包括基本质量分级中的I～Ⅲ级，不稳定岩体包括岩体质量分级中的Ⅳ，V级。在 同时考虑围岩稳定程度、巷道位置、巷道与煤层之间尺寸关系的条件下，此时可将中厚煤层回采巷道围岩 组合类型划分成6种(见图1)。n 由于区段煤柱的宽度￡主要取决于煤柱2侧塑性区宽度厶和中部弹性区临界宽度L。，故煤柱的留设 宽度应为 L≥Lo+￡。， (1) ·收稿日期：2009-02—20 基金项目：黑龙江省研究生创新科研项目(YJSCX2009—067HLJ) 作者简介：张国华(1971一)，男，黑龙江讷河市人，副教授，博士生，主要从事矿山安全与矿山支护方面的研究 万方数据 522 西安科技大学 学报 2009生 件下，区段煤柱的塑性区宽度范围厶可统一表示为 Lo=Ll+L2． (2) 式中厶为煤柱下侧的塑性区范围；厶为煤柱上侧的塑性区范围。 表1岩体基本质量分级 Tab．1 classification Quality ofrock 图1 回采巷道围岩组合类型