优化煤柱尺寸：浅埋煤层大采高护巷研究

"浅埋煤层大采高护巷煤柱尺寸优化设计研究" 本文主要探讨了浅埋煤层中大采高护巷煤柱尺寸的优化设计，旨在提高煤炭采出率并确保矿山安全生产。台头前湾矿作为研究背景，其14204工作面的煤柱留设问题被重点关注。当前，该矿井的煤柱尺寸为25米，然而，这可能导致资源浪费，因为煤柱留设过宽会显著影响采出率。 首先，作者通过理论分析，确定了煤柱留设尺寸的合理范围。理论分析考虑了煤柱的稳定性和裂隙发育的影响，裂隙通常在工作面后方25至40米处达到最大影响区域，这直接影响煤柱的支撑力。煤柱的有效支撑面积与其稳定性正相关，因此，减小裂隙发育区域对于改善煤柱稳定性至关重要。 接下来，作者运用UDEC（Unconstrained DEcomposition for Continua，无约束连续体分解法）数值模拟软件对煤柱尺寸进行了优化。通过模拟不同煤柱尺寸下的巷道围岩变形，他们发现煤柱尺寸优化为12米时，可以达到较好的护巷效果。 随后，进行了工业性试验以验证这一设计。在12米煤柱尺寸下，巷道顶板的最大离层量达到105毫米，底鼓最大值为294毫米，两帮最大移近量为348毫米。这些数据显示，尽管存在一定的变形，但仍然满足安全生产的需求，证明了12米煤柱宽度的合理性。 这项研究的成果对于提高煤炭资源的回收率具有重要意义。通过合理优化煤柱尺寸，既保障了矿井的安全运营，又避免了不必要的资源浪费，有助于提升矿山的经济效益。此外，该研究的方法和结论也为其他类似地质条件的矿井提供了煤柱设计的参考依据，具有广泛的实践应用价值。 关键词：浅埋煤层；采出率；煤柱留设；数值模拟；工业性试验 分类号：TD353 文献标识码：B 文章编号：2095-5979（2018）08-0044-04 作者：赵保贵 单位：山西乡宁焦煤集团台头前湾煤业有限公司，山西乡宁 042100