房柱式采煤法煤柱的稳定性分析

摘
要
基 于房柱 式采 煤 法 ， 通过 对 煤柱 的 强度 计 算分 析 ， 出煤 柱 的抗 压 能 力 ； 过 对煤 柱 得 通
应 力 分布 的计 算 ， 证 了煤柱 的整 体稳 定性 ； 据初 次 来压 的计 算 结果 ， 出回收 房式 开采 煤柱 时 ， 验 根 得
由于 开采 引起 的应 力集 中对 煤柱稳 定性 的影 响 。综合 各影 响 因素确 定煤 房合 理 的宽度 以及 煤 柱合
坏。
５ 结 语 合 理地 确定 煤房 和煤 柱尺 寸 、 道 的布置 方式 ， 巷
对 于安 全高 效 的房柱式 开 采意义 重 大 。确 定煤 房 的
宽 度应 充分 考虑 顶 板 岩梁 是 否 稳 定 、 备 运行 所 需 设 要 的最 大宽度 ； 定 煤 柱 的 尺寸 应 充 分 考 虑地 质 条 确
ｍ， ． Ｐ＝２ ５×１ ｔｍ ， ０ ／ Ｌ＝１０ ｍ ． 算 得 ＝８ ３ ０ 计 ．７ 该 矿煤 柱 许 用 应 力 ［ ］＝３ ａ 安 全 系 数 ６ ＭＰ ，
式 中 ，。 为煤 柱 强度 ， ａ 卢 ］ ＭＰ ；［ 为煤 样 单轴 抗 压 强
度 ， ａ ｇ为煤 柱宽 度 ， ｆ 煤柱 高度 ， ＭＰ ； ｍ； 为 ｍ。
■
图 １ 从 属 面积 几 何 要 素
总 载荷 计算 ：
Ｐ ＝（ ｄ＋ｇ （ ） ｄ＋ｈ ｒ ． ）Ｈ 平 均应 力 ：
』 Ｐ ＝ Ｂ＝ Ｌ
，
中， 运到运输顺槽 ， 卸到刮板输送 机内， 与短壁 工作 面运输 顺槽 内的可 伸 缩 胶 带 输 送 机 对 接 ， 原 煤 运 把
输 到东 翼胶 带 机 中 ， 最终 运 到地 面 。
２ 煤柱的强度计算
煤 柱 强度 计算 公式 ：
０４ ６
＝
■ ■
ＭＰａ ．
式 中， ｄ为煤 房 宽度 ， ｈ为煤 房 长 度 ， ｐ为岩 层 ｍ； ｍ； 容 重 ， ｍ ； 开采深 度 ， ｔ 为 ／ ｍ。 根 据该 煤 矿 的具 体 情 况 ， ｄ＝７ ３ｍ， ｇ＝８８ ． ｈ＝ ．
一
杨
青 （９ ３ ） 男 ，３ ０ １安徽省合 肥市宣城路 ８ 号 。 １ ８一 ， ２ ０ ０ １
南 ｐ Ｌ 一面 了
杨 青 ： 柱 式采煤 法煤 柱 的稳 定性分 析 房
２１ 年 １ ０１ ０月第 １ ０期
由计算结 果 知道 ， 回收房式 开采 煤柱 时 ， 全 系 安 数 为 １８ ， ．７ 开采 引起 的应力 集 中不会 对 煤 柱造 成 破
３ 煤柱应 力分布计算
因为 煤 柱 内应 力 的 分 布非 常复 杂 ， 在 只考 虑 现 煤 柱所 受 到 的平 均 应 力 ， 用 从 属 面 积 法 得 出应 力 利 的大小 ， １为从属 面积 法几 何要 素 。 图
设顶 板 所受 均 布 载荷 大 小 为 ｑ则 顶 板 结 构 中 ， 线 及各 条边 界 的弯矩 分布 情况 见 图 ２ 。 初 次破 断距计 算 如下 ： 板 的长 边 、 短边 中部 边界 处 弯矩 为 ：
适 的 尺寸 。
关 键词
房 柱 式采 煤 法
煤柱
煤房
房柱 式 开采 系 统 就 是按 照设 计 原 则 开 采 煤 房 ， 再 以后退 的方式 收 回煤柱 。当开 掘煤 层形 成煤 房 以 后， 煤房 两侧 的煤 柱 支撑起 顶 板岩 层 ， 似 于梁 的构 类 造 。按 照煤 房两 边 的 煤 柱对 顶 板 岩 梁 的 限制 情 况 ，
Ｓｅ ｉｌＮｏ． ０ ｒａ ５１
现
代
矿
业
０ｃｏ ｅ ． ｔｂ ｒ ２０１ ｌ
Ｍ ０ＤＥＲＮ Ｉ ＮＧ Ｍ ＮＩ
总 第 ５０ １ 期 ２ １年 １ ０ １ Ｏ月 第 １ Ｏ期
房柱 式 采煤 法煤 柱 的稳 定性 分 析
杨 青
（． １ 安徽 省 煤 炭 科 学研 究 院 ；． 国矿 业 大 学安 全 工程 学 院 ） ２中 ）
该煤 矿 房式 开 采 的相 关参 数 ： ］＝ ６ＭＰ ； ［ ３ ａｇ
＝
８８１；＿ ． ａ ． ｆ ４ ７ｎ。代入上式 ， ３ ３ 得 ＝ ５２Ｍ ａ ３ ． Ｐ 。 房柱 式 规格 为 ８ ８ｍ ｘ８ ８ ｍ ×４ ７ｍ， ． ． ． 因此 煤
Ｆ ＝卢 Ｓ ＝２ ３×１ ｋ ． ７ ０ Ｎ
件 以及 开采 条件 ， 柱 的 回收效 率 也 是 所 需要 考 虑 煤
的ห้องสมุดไป่ตู้件 之一 。
图 ２ 顶 板 所 受 弯 矩 分 布 图
＝ 一
ｐ＿ ＿ Ｌ Ｚ ｈ
一
参
考
文
献
三 ．
［ ］ 刘长友 ， １ 万志军 ， 卫建 清． 房柱式 开采煤柱 的承载 变形规律 及
由于 ｎ＞ｔ 所 以 Ｎ ＞ 顶板 初次 破断 的条 件 ： ， ， ａ Ｎ．
６ 。 Ｎ
’
其稳定性分析［ ］． Ｊ 煤炭学报 ，０ １２ （ ２ ０ ，６ 增刊） ７ －５ ：１７ ．
［ ２］ 赵 国旭 ， 和 平 ，马 伟 民 ．宽 厚 煤 柱 的 稳 定 性 研 究 ［ ］ 辽 宁 谢 Ｊ． 工 程 技 术 大 学学 报 ， ０ ４， ３ １ ：８４ ． ２０ ２ （ ） ３ －０ ［ ］ 翟 所 业 ，张 开 智．煤 柱 中部 弹 性 区 的 临界 宽 度 ［ ］ ３ Ｊ ．矿 山压 力 与 顶 板 管 理 ， ０ ３ ９ ４ １—６ ２０ ，１ （ ）：４１ ．
［ ］ ＝ ．， 。 ４ ３ 因此煤 柱 整体是 稳 定 的 。
４ 顶 板 初 次 来 压
回采 工 作 面 在推 进 过 程 中 ， 随着 顶板 悬 空 面 积
柱 的抗压 能 力 Ｆ是 ：
的增 大 ， 方 煤柱 及 液 压 支架 所 受 的压 力 将 产 生 动 前
态变 化 。
视 为简 支梁 或者 是 固定梁 。
１ 采煤 方 法
某 煤 矿 位 于 内蒙 古 自治 区赤 峰 市 宁 城县 境 内 ， 属 技术 改造 矿井 ， 生产 能力 为 ０ ３Ｍｔａ采用 连采 现 ． ／ ， 机 回收房柱 式煤 柱 。连 续 采煤 机 实 现落 煤 以后 ， 蟹 爪 式装 煤机 将连 续采 下 的原 煤装 入 ４台无 轨胶 轮 车