高强度开采综放工作面煤柱宽度研究与控制技术

"高强度开采综放工作面区段煤柱合理宽度与控制技术" 本文主要探讨的是在高强度开采的综放工作面中，如何确定合理的区段煤柱宽度以及相应的控制技术。高强度开采指的是采用大型机械化设备，以快速、高效率的方式进行煤炭开采，这种开采方式对地质环境的影响更为显著。 首先，作者建立了一个基于羊场湾煤矿的综放工作面侧向基本顶破断结构模型，通过模型推导出了低应力区范围的表达式及其影响因素。高强度开采综放工作面由于其大采场尺寸、快速推进速度和大断裂步距，使得内部应力场的范围超过了常规工作面。这意味着在高强度开采条件下，煤柱的稳定性问题更加复杂。 其次，研究通过FLAC3D数值模拟软件对不同煤柱宽度下的巷道围岩应力和位移进行了分析。结果显示，高强度开采综放工作面的区段煤柱宽度需考虑到多次剧烈采动、基本顶破断和巷道的大断面等因素。根据试验工作面的地质生产条件，确定了内应力场范围为6.31至7.58米，合理的煤柱宽度应在9到14米之间。 在工作面回采过程中，覆岩结构的再次激活会导致围岩变形破坏加剧。当煤柱宽度在10到14米时，煤柱具有一定的自我稳定能力，同时能承受较小的顶板载荷。综合各种因素，研究建议10米的煤柱宽度是较为合理的。 然而，高强度开采和基本顶破断等因素可能导致窄煤柱沿空巷道出现大范围破碎、煤柱帮大变形以及顶板不对称下沉等破坏现象。为确保巷道围岩的稳定性，研究提出了一种非对称围岩控制技术，即对煤柱帮和顶板进行重点加固。这种技术在现场应用后，显示出显著的巷道控制效果。 文章深入研究了高强度开采综放工作面的煤柱宽度设置和稳定性控制策略，提供了理论依据和实践指导，对于优化煤炭开采过程中的安全性和经济效益具有重要意义。