司马煤业二采区综放工作面区段煤柱尺寸优化研究

发布时间：2020-07-29 14:56

【摘要】：本文以司马煤业有限公司二采区1208综放工作面为具体研究背景,综合运用实验室测试、现场实测、理论分析、数值模拟、工业性试验等方法针对工作面区段煤柱留设无依据的问题,对区段煤柱的尺寸留设进行了优化研究,主要取得以下研究成果:(1)通过实验室SANS实验机均进行抗压、抗拉、抗剪测试,得出3号煤层顶底板的煤岩力学参数。(2)煤柱尺寸未优化前的现场实测结果表明:1208运输巷顶板、煤柱帮、实体煤帮最大离层量都较小,锚杆起到了较好的锚固效果,围岩基本保持稳定,表明区段煤柱具有进一步优化的空间。(3)根据司马煤业3号煤层综放工作面的具体参数,以及现场实地调研对相关数据的收集,运用经验公式法、载荷估算法、弹性核理论计算法,结合现场实测侧向支承压力部分,为使得区段煤柱尺寸能保证巷道稳定,确保工作面正常生产,减少煤炭资源的浪费结合现场施工方便,初步确定区段煤柱的合理尺寸为25m。(4)针对不同区段煤柱尺寸条件下的数值模拟进行分析总结,在保证工作面安全回采、巷道支护状态良好的前提下,结合如今绿色开采的经营理念,提高煤炭资源的利用率与增加企业经济效益,确定区段煤柱尺寸为25m是合理的,能够保证回采巷道的稳定,有利于工作面正常回采。(5)通过对二采区1209工作面的工业性试验进行分析发现巷道表面位移量较小,无明显围岩变形,区段煤柱未发现压酥区,巷道的稳定性较好,区段煤柱能够起到很好的支撑作用。随工作面推进,锚杆(索)受力变化趋势比较明显,整体呈现上升走势,最大受力分别为140KN和390KN,锚杆最大受力超过其杆体屈服载荷,达到其杆体拉断载荷的90.9%;锚索最大受力为其拉断载荷的94.1%,但均有一定的富余量,充分发挥了锚杆(索)的高强支护作用,满足安全生产要求,采用原锚杆(索)的参数是能保证工作面正常生产的,区段煤柱留设尺寸为25m是合理的。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD822.3
【图文】：

工程硕士专业学位论文= P sin / （τ = P cos / （τ = tan （： —剪应力，MPa； —正应力，MPa；P —试样破坏载荷，N； A切切面面积，mm2； —试样放置角度，°； —试样的内摩擦角，°；的粘聚力，MPa。.2 试件加工将司马煤矿所取的煤岩样进行分组标号后进行岩石力学参数测试。所有上取下运输到学校后都要通过实验室二次加工，且相关尺寸都需要符合，煤岩样试块加工仪器如图 2-4 所示，试件的加工流程及规格要求遵照共和国煤炭行业标准《煤和岩石物理力学性质的测定方法》中相关的

图 2-5 实验用 1 号孔顶底板试样Figure 2-5 Experiment No. 1 hole top plate sample图 2-6 实验用 2 号孔顶板试样Figure 2-6 Experiment No. 2 hole top plate sample

2 工程概况所有实验每组试样至少包括 3 个，加工后的试样一共分为 3 组，共 28 个试件，如图 2-5~图 2-7 所示。图 2-5 实验用 1 号孔顶底板试样Figure 2-5 Experiment No. 1 hole top plate sample

【参考文献】

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本文编号：2774114