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煤炭工程２０ １２年第１期特厚硬煤层综放开采合理区段煤柱尺寸研究张永久１’ ， 成云海１” ， 李（ １． 安徽理工大学能源与安全学院， 安徽淮南２３２０ ０ １；琳３， 李乃录３２． 煤矿安全高效开采省部共建188宝金博页面版部重点实验室， 安徽淮南２３２０ ０ １；３． 新汶矿业集团公司水帘洞煤炭有限责任公司， 陕西彬县７ １３５０ ０ ）摘要： 水帘洞煤矿３８ ０ １综放工作面地质条件极其复杂， 合理确定区段煤柱是实际遇到的工程难题。 文章通过采场前后方侧向应力场与位移场在线观测， 获得了综放沿空实体煤侧向应力分布规律及变形情况； 通过数值模拟得到了不同煤柱尺寸沿空实体煤侧向应力分布变化规律。 综合分析得到了合理煤柱留设尺寸， 为彬长矿区同煤系特厚硬煤层综放开采确定合理煤柱尺寸提供了科学依据。关键词： 特厚硬煤层； 综放开采； 区段煤柱； 数值模拟中图分类号： Ｔ Ｄ ８ ２２＋ ． ３文献标识码： Ａ文章编号： １６ ７ １—０ ９ ５９ （ ２０ １２）０ １－ ０ ０ １０ － ０ ４Ｓ ｔｕ ｄ ｙｏ ｎＲ ａ ｔｉｏ ｎ ａ ｌ Ｓ ｅ ｃ ｔｉｏ ｎＣ ｏ ａ ｌ Ｐ ｉｌｌａ ｒ Ｓ ｉｚ ｅ ｏ ｆＦ ｕ Ｕ ＹＭ ｅｃｈ ａ ｎ ｉｚ ｅｄＴ ｏ ｐＣ ｏ ａ ｌＣ ａ ｖ ｉｎ ｇＭ ｉｎ ｉｎ ｇｉｎ Ｅ ｘ ｔｒ ａ Ｔ ｌｌｉｃ ｋａ ｎ ｄ Ｈ ａ ｒ ｄＳ ｅ ａ ｍＺ Ｈ Ａ Ｎ ＧＹ ｏ ｎ ｇ —ｊｉｕ ｌ＇２， Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ ＧＹ ｕ ｎ —ｈ ａ ｉｌ’ ２， Ｌ Ｉ Ｌ ｉｎ ’ ， Ｌ ＩＮ ａ ｉ—ｌｕ ’（ １． Ｓ ｃｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＥ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙａ ｎ ｄＳ ａ ｆ ｅ ｔｙ Ｅ ｎ ｇ ｉｎ ｅ ｅ ｒ ｉｎ ｇ ， Ａ ｎ ｈ ｕ ｉＵ ｎ ｉｖ ｅ ｒ ｓｉｔｙｏ ｆＳ ｃｉｅｎ ｃｅ ａ ｎ ｄＴ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇ ｙ ， Ｈ ｕ ａ ｉｎ ａ ｎ２ ３ ２ ０ ０ １， Ｃ ｈ ｉｎ ａ ；２． Ｐ ｒ ｏ ｖ ｉｎ ｃ ｉａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｍ Ｏ ＥＪｏ ｉｎ ｔ Ｋ ｅ ｙＬ ａ ｂｏ ｆＳ ａ ｆ ｅ ｔｙａ ｎ ｄＨ ｉｓｈＥ ｆ ｆ ｉｃｉｅｎ ｔＭ ｉｎ ｉｎ ｇ ， Ｈ ｕ ａ ｉｎ ａ ｎ２ ３ ２ ０ ０ １， Ｃ ｈ ｉｎ ａ ；３． Ｓ ｈ ｕ ｉｌｉａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇＣ ｏ ａ ｌＣ ｏ ｍ ｐ ａ ｎ ｙＬ ｔｄ ． ， Ｘ ｉｎ ｗ ｅ ｎＣ ｏ ａ ｌＭ ｉｎ ｉｎ ｇ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ， Ｂ ｉｎ ｘ ｉａ ｎ７ １３５０ ０ ， Ｃ ｈ ｉｎ ａ ）Ａ ｂ ｓｔｒ ａ ｃ ｔ： Ｔ ｈ ｅｇ ｅｏ ｌｏ ｇ ｉｃａ ｌｃｏ ｎ ｄ ｉｔｉｏ ｎ ｏ ｆ Ｎ ｏ ． ３８ ０ １ｆ ｕ ｌｌｙｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｚ ｅ ｄｔｏ ｐｃｏ ａ ｌｃ ａ ｖ ｉｎ ｇ ｍ ｉｎ ｉｎ ｇｆ ａ ｃｅ ｉｎＳ ｈ ｕ ｉｌｉａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇＭ ｉｎ ｅ Ｗ ａ Ｓｅ ｘ ｔｒ ｅ ｍ ｅ ｌｙ ｃ ｏ ｍ ｐ ｌｉｃ ａ ｔｅ ｄ ． Ｔ ｏ ｒａ ｔｉｏ ｎ ａ ｌｌｙｄ ｅ ｔｅ ｒ ｍ ｉｎ ｅ ｔｈ ｅ ｓｅｃｔｉｏ ｎ ａ ｌ ｃｏ ａ ｌｐ ｉｌｌａ ｒＷ ａ Ｓ ａ ｎ ａ ｃｔｕ ａ ｌｅｎ ｇ ｉｎ ｅｅｒｉｎ ｇｄ ｉｆ ｆ ｉｃｕ ｌｔｐ ｍ ｂ ｌｅ ｍ ． Ｗ ｉｔｈｔｈ ｅ ｏ ｎ ｌｉｎ ｅ ｏ ｂ ｓｅ ｒ ｖ ａ ｔｉｏ ｎ ａ ｔ ｔｈ ｅ ｓｉｄ ｅ ｓｔｒ ｅ ｓｓ ｆ ｉｌｅｄ ａ ｎ ｄｄ ｉｓｐ ｌａ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔｆ ｉｅｌｄ ｏ ｆ ｔｈ ｅ ｆ ｒｏ ｎ ｔ ａ ｎ ｄｒ ｅ ａ ｒｐ ａ ｒ ｔｏ ｆ ｔｈ ｅ ｃｏ ａ ｌｍ ｉｎ ｉｎ ｇｆ ａ ｃ ｅ ， ｔｈ ｅｓｔｒ ｅ ｓｓ ｄ ｉｓｔｒ ｉｂ ｕ ｔｉｏ ｎ ｌａ ｗａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔｉｏ ｎ ｃｏ ｎ ｄ ｉｔｉｏ ｎ ａ ｔ ｔｈ ｅ ｓｏ ｌｉｄ ｃｏ ａ ｌ ｓｉｄ ｅａ ｌｏ ｎ ｇ ９ ０ ａ ｆｏ ｆ ｔｈ ｅｆ ｕ ｌｌｙｍ ｅｃｈ ａ ｎ ｉｚｅｄｔｏ ｐｃｏ ａ ｌｃ ａ ｖ ｉｎ ｇｍ ｉｎ ｉｎ ｇｆ ａ ｃｅ ｗ ａ ｓ ｏ ｂ ｔａ ｉｎ ｅｄ ． Ｗ ｉｔｈ ｔｈ ｅｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉｃ ａ ｌｓｉｍ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ ， ｔｈ ｅｓｔｒ ｅ ｓｓ ｄ ｉｓｔｒ ｉｂ ｕ ｔｉｏ ｎ ｖ ａ ｒｉａ ｔｉｏ ｎ ｌａ ｗ ａ ｔ ｔｈ ｅ ｓｏ ｌｉｄ ｃｏ ａ ｌ ｍ ａ ｓｓ ｏ ｆｄ ｉｆ ｆ ｅｒｅｎ ｔ ｃｏ ａ ｌ ｓｉｚ ｅａ ｌｏ ｎ ｇｇ ｏ ａ ｆｗ 鹊ｏ ｂ ｔａ ｉｎ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｒａ ｔｉｏ ｎ ａ ｌ ｃｏ ａ ｌｐ ｉｌｌａ ｒｓｉｚ ｅ ｌｅｆ ｔ ｗ ａ ｓ ｏ ｂ ｔａ ｉｎ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔｈ ｅｃ ｏ ｍ ｐ ｒ ｅ ｈ ｅ ｎ ｓｉｖ ｅ ａ ｎ ａ ｌｙ ｓｉｓａ ｎ ｄｃ ｏ ｕ ｌｄｐ ｒ ｏ ｄ ｄ ｅｔｈ ｅ ｓｃｉｅｎ ｔｉｆ ｉｃ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ｔｏｒａ ｔｉｏ ｎ ａ ｌｌｙｄ ｅ ｔｅ ｒ ｍ ｉｎ ｅ ｔｈ ｅｒａ ｔｉｏ ｎ ａ ｌ ｃｏ ａ ｌ ｐ ｉｌｌａ ｒ ｓｉｚ ｅｆ ｏ ｒｔｈ ｅｆ ｕ ｌｌｙｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉｚ ｅ ｄｔｏ ｐｃｏ ａ ｌｃ ａ ｖ ｉｎ ｇｍ ｉｎ ｉｎ ｇｉｎ ｕ ｌｔｒａ ｔｈ ｉｃｋ ａ ｎ ｄｈ ａ ｒ ｄ ｓｅ ａ ｍｉｎ ｔｈ ｅ ｓａ ｍ ｅｓｙ ｓｔ ｅ ｍｏ ｆＣ ｈ ａ ｎ ｇ ｂ ｉｎ Ｍ ｉｎ ｉｎ ｇＡ ｒｅａ ．Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ： ｅ ｘ ｔｒ ａｔｈ ｉｃｋ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｒ ｄｓｅ ａ ｍ ； ｆ ｕ ｌｌｙｍ ｅ ｃｈ ａ ｎ ｉｚ ｅ ｄｔｏ ｐｃｏ ａ ｌｃ ａ ｖ ｉｎ ｇｍ ｉｎ ｉｎ ｇ ； ｓｅ ｃ ｔｉｏ ｎ ａ ｌ ｐ ｉｌｌａ ｒ ； ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉｃ ａ ｌｓｉｍ ｕ ｌａ ｔｉｏ ｎ目前还没有一种十分成熟的理论能够合理的选择特厚硬煤层综放工作面侧向护巷煤柱的宽度， 只能通过弹塑性力学的一些公式和工程类比法， 利用经验的方式确定¨ 。 １。但是由于煤层赋存的条件各不相同， 研究对象比较复杂，为了求解， 建立的计算模型通常都被大大简化， 很多因素被忽略， 加之计算中很多重要参数无论是通过实验或是查表获。 其可靠性都无法保证。 水帘洞煤矿３８ ０ １综放工作面煤层厚度超过８ ｍ 属于特厚硬煤层， 对该矿区段煤柱宽度的留设一直未进行过系统的研究， 留设３０ ｍ 的区段煤柱，１０万方数据也只是仅凭经验和理论得出， 没有经过实践的检验。 文章以３８ ０ １综放工作面采空侧区段煤柱宽度为研究对象， 利用现场实测， 通过对数据的分析、 数值模拟， 得出合理的工作面区段煤柱尺寸， 实现沿空巷道的安全正常使用， 提高资源回收率。ｌ矿区概况３８ ０ １综放工作面煤层平均埋深为３７ ０ ｍ ， 瓦斯相对涌出量为１０ ． ３６ｍ ３／ｔ， 绝对涌出量为５． １ｌ ｍ ３／ｍ ｉｎ ， 属于高瓦斯收稿日期： ２０ １１—０ ３—２６基金项目： 国家重点基础研究发展规划（ ９ ７ ３）项目（ ２０ １０ Ｃ Ｂ ２２６ ８ ０ ０ ）； 国家自然科学基金项目（ ５０ ７ ７ ４ ０ １）； 中国博士后科学基金第二批特别资助项目（ ２０ ０ ９ ０ ２０ ４ ８ ）； 中国博士后４ ４ 批科学基金项目（ ２０ ０ ８ ０ ４ ４ ０ ３０ ４ ）； 山东省博士后创新项目专项资金项目（ ２０ ０ ９ ０ ２０ ０ ３， ２０ ０ ７ ０ ３０ ２０ ）； 山东省中青年科学家科研奖励基金资助课题（ ２０ ０ ８ ｂ ｓ０ ８ ０ ０ ３）作者简介： 张永久（ １９ ７ ６ 一）， 男， 安徽淮南人， 研究方向为特厚煤层综放开采技术。