影响条带煤柱宽度的主要因素

影响条带煤柱宽度的主要因素

　　条带开采是在一个开采区域内将煤层分割成若干个条带, 采用开采一条(采出条带), 保留一条(保留煤柱)的方法, 控制地表的移动和变形[ 1]。合理条带煤柱的留设不仅能够有效保护地表地貌, 而且能够提高煤炭采出率、消除因煤柱引起的灾害和不利影响[ 2], 达到安全高效生产。煤柱的失稳是由顶、底板的失稳而引起的, 开采过程中, 由于上覆岩层载荷的变化, 煤柱就会出现四周的垮落和核区承受载荷的增加, 最终导致煤柱的缓慢失稳和突变性失稳[ 3, 4]。大量的研究表明[ 5-7], 条带煤柱合理尺寸的留设对于条带开采的系统研究具有一定的重要意义。文中以煤柱的极限强度、屈服区的宽度及煤柱的载荷为基本参数, 确定出合理的条带煤柱理论公式,并结合工程实例, 得出了影响条带煤柱宽度的主要因素。

　　护巷煤柱两侧采完后形成条带煤柱, 若条带煤柱处于稳定支撑状态,则煤柱上垂直应力呈马鞍形
分布, 煤柱两侧均有一定宽度的塑性区,边界支撑能力为零, 峰值应力不大于煤柱极限强度, 核区应力分布近似为抛物线形。河南鄂式破碎机为了研究问题的方便, 对煤柱做如下假定:
煤体是连续、均质的各向同性弹性体;
屈服区为线弹性体;
煤柱屈服之间位移和变形为有限小;
屈服区发生剪切破坏时, 剪切面平行于煤层层面;煤层仅受履岩应力作用;
煤柱受力关于煤柱中性面对称。建立如下坐标系(图2), 则该单元的应力-应变特征应属于平面应力问题。