采空区边缘下方回撤通道护巷煤柱合理宽度研究 论文

为了研究浅埋近距离煤层中下煤层回撤通道护巷煤柱合理留设宽度,采用理论分析、相似模拟和数值模拟的研究方法,研究了下煤层回撤通道护巷煤柱覆岩结构特征,确定了采空区边缘下方回撤通道护巷煤柱合理留设宽度。研究表明:在上煤层开采完毕后,由于上煤层停采线煤柱的原因,下煤层回撤通道因布置位置不同将造成护巷煤柱的覆岩结构存在较大差异,从而导致煤柱所承载的荷载出现不同;在煤柱宽度留设时,从采空区压实区到卸压区应逐渐减小,从卸压区到上煤层实体煤下应逐渐增大,采空区压实区煤柱宽度应小于实体煤区。通过建立工况条件下采空区边缘下方回撤通道数值模拟模型,确定了护巷煤柱合理留设宽度为18m。标题中的“采空区边缘下方回撤通道护巷煤柱合理宽度研究”涉及的是煤炭开采中的一个重要问题，即如何合理设定煤柱的宽度以保证安全和效率。这是一项基于理论分析、相似模拟和数值模拟的科研工作，目的是在浅埋近距离煤层中找到下煤层回撤通道护巷煤柱的最佳留设宽度。描述中提到，研究者针对浅埋近距离煤层的特性，特别是上煤层开采完毕后对下煤层的影响进行了深入探讨。由于上煤层的停采线煤柱，下煤层的回撤通道布置位置的不同会显著改变护巷煤柱的覆岩结构，进而影响煤柱承受的负荷。研究发现，煤柱宽度的设计应遵循一定的规律：从采空区的压实区到卸压区，煤柱宽度应逐渐减小；从卸压区到上煤层实体煤的下方，则应逐渐增大。采空区压实区的煤柱宽度应该小于实体煤区，以确保稳定性。通过构建实际工况条件下的采空区边缘下方回撤通道数值模拟模型，研究最终确定了护巷煤柱的合理留设宽度为18米。这部分内容进一步揭示了煤炭开采中护巷煤柱设计的关键因素，包括煤层间的距离、开采顺序、煤柱的宽度变化规律以及覆岩结构的影响。合理设计煤柱宽度可以有效防止地面沉降、矿井坍塌等安全事故，同时也有利于提高煤炭资源的回收率和经济效益。研究的方法论包括理论分析，这种方法可以帮助建立基本的力学模型，理解煤柱与覆岩之间的相互作用；相似模拟则可能通过物理实验模拟真实情况，直观展示煤柱在不同条件下的表现；数值模拟则是利用计算机技术，通过复杂的计算来预测和分析煤柱在各种工况下的行为，这对于复杂地质条件下的煤柱设计尤为关键。该研究为近距离煤层开采提供了科学的护巷煤柱设计依据，对于保障煤炭开采的安全、提高资源利用率以及促进绿色矿山建设具有重要的实践意义。未来的研究可能还会涉及到更多地质条件、开采技术以及环境保护等因素，以进一步优化煤柱设计，实现可持续的煤炭开采。