浅埋煤层大采高综采面区段煤柱留设宽度优化策略

本文针对浅埋煤层的大采高综采面区段煤柱留设宽度问题进行了深入研究。研究背景是张家峁煤矿5-2煤层的实际开采情况，该煤层的特殊地质条件要求在设计开采方案时考虑煤柱对巷道稳定性和工作面矿压控制的重要性。通过对现场的矿压观测，研究人员揭示了煤柱和工作面矿压的显现规律，这在很大程度上影响了煤炭的高效、安全开采。 作者使用FLAC3D数值计算软件对不同宽度的煤柱进行了细致的分析，探讨了它们在受力下的变形破坏特征以及支承压力分布。这些数值模拟提供了关于煤柱结构稳定性的重要见解，对于优化煤柱设计和防止过早的结构失效具有重要意义。 基于压力拱理论和Wilson理论，研究者进一步提出了一个区段煤柱漏斗载荷模型。这个模型考虑了浅埋煤层上覆岩层的运动特性，它模拟了煤柱如何承载来自上方岩层的压力，帮助理解煤柱在支撑整个工作面系统中的关键作用。 利用极限平衡理论和浅埋坚硬煤层的特性，作者得出了计算浅埋煤层区段煤柱留设宽度的实用方法。这个计算方法不仅考虑了煤层本身的力学性质，还兼顾了煤柱在防止地表下沉和巷道塌方方面的功能，确保了煤层开采过程中的安全性。 本文的成果为浅埋煤层大采高的综采面设计提供了科学依据，有助于提高生产效率，减少资源浪费，并保障矿工安全。对于类似地质条件下的煤矿开采工程，理解和应用这一研究方法具有很高的实践价值。关键词如浅埋煤层、大采高、区段煤柱、漏斗载荷模型和合理宽度，都直接指向了本文的核心研究内容。