区段防水隔离煤柱留设探讨 (2).pdf

4 ． 煤矿设计 1 9 9 8年第 5期 _ {，＼ 8 8 ／ 区段防水隔离煤柱留设探讨 一 1 ， 焦 作 I学院 雀苎盟 摘要本文以平顶山煤业 集团 五矿 己三采区 2 3 1 1 1采面上部 隔离煤柱 留设 参数的确定 为例． 介绍 j煤岩力学参数 的测定方法， 用三种方法对截水煤柱 留设进行 j计算， 并对计算结果进行 了可靠性分析。 f ． 糊 词 栅 坚 雌 留 算 ． 平顶山煤业 集团 五矿己三采区开采的 ／ 己l 6 一 一 2 3 nl 工作面煤层为己1 6 、 己1 7 台 己l ． 一 1 ， 煤层顶板砂岩有 良好 的富水性 ， 采面开 层煤， 采面 东部煤 层有分 叉， 煤层 倾 向约 N 4 7 采J 在老塘 积存有大 量的老塘水， 影 响正常的 E， 倾角 1 3 ． 5 。 。除受 断层影响外， 远离断 层 采j 布置和安全生产。但由于对己煤段煤岩层 层较稳定， 平均煤层厚 4 ． 5 m。采面 内 己1 煤 呈 力 参数缺乏必要的测试资料， 而邻近矿井又 块状和片状， 己“ 煤呈片状和末状。己1 6 一 - 7 无j 目 关资料可借鉴， 因此很难确定合理的煤柱 层为低灰、 低硫、 高发热量， 优质 1 ／ 3焦煤。 尺一 r 。为确保安全生产 ， 摆脱老塘水害的威胁 ， 层直接顶 为灰色砂质泥岩． 厚 1 ． 5 --2 ． 0 m， 岩性 并 以后 己 l 7 煤层深 部开采提供 理论 依据 ， 较致密． 抗 压强度为3 9 4 --4 3 ． 9 MP a ， f 值 为 平I 集匝 五矿和焦作工学院合作共同对己三 ～5 ； 老顶为细砂岩， 厚7 ～9 ． 0 m； 直接底为土豪 采I ￡ 己 】 7 2 3 1 1 1 采面隔离煤 柱留设 参数进 色泥岩、 砂质泥岩， 遇水易膨胀 ， 底鼓现象严重； 行 试和确定。 岩石特征见图 2 。己1 6 一 ”一2 3 1 1 1工作 面上葡 1 ～ 一 2 3 1 1 1 工作面基本情i I 己 的己l 6 一2 3 0 7 1 工作面回采，由于顶板岩层 己1 6 1 7 2 3 l 1 1工 作 面位 于平 顶 山煤 业 鞘 j 置 鼻 蛙状 岩性 愉谜 备 注 m ■蹦 集 呻 一 心 、 ． ■匠 己 1 j j } 寝 自 ●喇 史 暖疆 姑_一 顺 部 了 ． 郇 己 1 - l1 蕾 彗 胄 ● ■．1 ti t 疆 体{ 城薯萌t． I 水f E 奠． 工1 按 毒 栅 曩 岩 ． 基 确 五 眉 杆 万 45 ■ 已II6．17 l 省 一 格 5 土 螺鲞 02m 碾3k色蝴 稿j昔 下毒4典 黄量翱毋岩．患膏I寰飒鱼缟 蝮 堪 朽 i l ＼ ＼ ．n i, LI毂 堪 ．磊 彗 j‘ 吉I省 畦 {l} E ＼ ￡兰] L2凝 崔 ． 袋像水 哩 1 己1 6 一2 3 1 1 1工作面原设计相 对位置示意 图 2 己1 6 一 2 3 1 1 1 面鲧台标状 } 维普资讯 L 9 9 8年第 5期 煤矿设计 -5- 表 1 试件 试件尺寸 破坏裁荷 鼬 偏离值 偏离度 编 号 直径D c m l厚度L 一 P N N ／ c N ／ c m M N ／ c V ％ 1 5 J 2 ． 6 5 9 0 0 4 3 ． 3 2 5 l 2 ． 8 6 0 4 2 4 4 2 ． 6 5 ． 9 3 5 l 2 6 0 9 6 o 4 7 煤层力学参数的测定 一 取制备好的试样 。 g ， 每 份为一组， 共 标准试件采用圆盘形， 直径 5 ∞ ， 厚 幅度约 2 0 0 ram， 师茔小冉漏下煤粉为止。 三 ． 敲 打 使 之 密 实 。 然 后 轻 轻 插 入 具 有 刻 度 的 活 囊 蔷 ； 草 试验采用间接劈裂法。把准备好的试件放 ⋯ ⋯ ⋯⋯ ⋯ ⋯⋯ ～ 上 性 理 论 ， 计 算 出 试 件 的 读 数 性 系 数 f 和 单 向 抗 压 强 度 R c 的 计 算 立强 如下 一 一 R 2 P／ n DL ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ■ N一 ／ c m ； 表 的 实 验 情 况 汇 总 D一试件直径 ， ∞ ； 试样序号 冲 击次敦 计量筒读数 坚固 性系 数 单向 抗压强度 次 f m a 1 N ／ ∞一 L 一 试件厚度， L 邗。 1 3 1 3 2 0 ． 4 5 5 7 4 2 3 1 2 4 0 ． 4 8 4 7 9 0 根据试验 ，煤样的单向抗拉强度的计算如 3 1 2 2 0 ．4 9 2 8 0 3 1。 4 3 ． 1 3 0 0 ． 4 6 2 7 5 4 3 煤的坚 固性 系数和单 向抗压强度的测 5 3 1 4 0 0 ． 4 2 8 7 0 o 6 3 1 2 8 0． 46 9 7 66 7 3 9 2 0 65 2 1 0 6 5 ①仪器设备及用具8 3 9 0 0 6 6 7 1 0 8 9 捣碎 筒、 计 量 筒、分 析 筛 孔 径 2 O n m 、 9 3 8 8 0 ． 6 9 2 1 l 1 4 3 9 4 0． 63 8 1 0 4 3 m 和 0 5 ra m各一个 、 天平 最大称量 3 9 3 0 6 4 5 1 0 5 4 0 g 、 感量0 ． 5 g 、 小锤、 漏斗、 容器。 1 2 3 9 2 0 6 5 2 1 0 6 5 ②制 l } ’ ，’I 维普资讯 - 6 - 煤矿设计 1 9 9 8年第 5期 m m0 9 8 00 ／ L 一1 ■ ■ ， r 试样的单向 抗压强度 c 的计算用下式 二 一 _ L J R c N／ 唧 r坚 ／ 根据实验结果， 每组和c 的实验结果如 维普资讯 1 9 9 8年第 5期 煤矿设计 -7 。 Hn I O O Z M s ． ． 霁 言 中 H ， 一导 带 度， ．． 煤 ， 预 防采 突水 已很安全 。但若考 ∑ M 一 罨 采 ， 层 采 厚1 ～ 3 m ， 累 计 水 力 增 高 ， 从 上 部 导 水 裂 隙 带 进 入 ．． 譬 警 ； ． 一 到 P- ,6 - 1 7 2 3 1 1 。1 。 空 区 仍 有 可 能 ， 而 按 三 一 公 式 计 算 中 的 误 差 ， ． 。 ．。 一一 2 3 1 1 1 工 作 开 采 言 ， 裂 隙 I 1 ⋯ - 2 ⋯ 3 1 1 ． 苎 和 1己6 。1 7一 ， - 2 3 0 7 1 芏 作 面 的 裂 隙 带 不 沟 通 考 虑 啕 煤 厚 m，所 以 其 导 水 裂 隙 带 最 大 l 高 度 毒 柱 ， 即 使 主 采面呈 薯 三 。览 曼 兰 董 二 壶 簇 享 妻 三 苎 篓 苎 苎 ’ ⋯ ⋯⋯ ～ 翌 苎 量 妻 竺 要 曼 责 任 编 辑杨 季 平 式 计 算 的 煤 柱 宽 度 是 不 够 的 。这是因为下部 ⋯ ⋯ ⋯ 。 ～一 维普资讯