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大倾角特厚煤层综放开采区段煤柱合理尺寸优化与研究
随着煤炭需求不断增加，对煤炭资源的开采也越来越迫切。特别是在大倾角特厚煤层综放开采中，对于煤柱的合理尺寸优化有着非常重要的意义。本论文将从以下几方面对此进行深入研究和讨论。
一、研究背景与意义
在现代煤炭生产和加工中，特厚煤层的开采已成为煤炭行业发展的主要趋势。然而在这些特厚煤层的开采中，必须考虑到煤柱的合理尺寸，以防止煤层坍塌和岩层破裂等现象的发生，从而保证工人的人身安全，同时也可有效提高煤矿生产效率。
二、煤柱合理尺寸
煤柱是指在开采煤层过程中，在支护系统的支持下留下的未开采的煤体，通常情况下是以柱状结构形式存在于地下。而对于此类煤层，煤柱的合理尺寸大小是一个非常重要的问题。
煤柱的大小关系到煤矿的利润和矿井工人的安全，同时大小也取决于煤层深度、煤的物理特性等因素。煤柱的合理尺寸一般包括以下四个方面的考虑：
1、煤层稳定性需要考虑到煤层的厚度、抗剪强度、CO2含量等因素，以防止煤层坍塌和煤体走向变动等情况的发生。
2、地质条件需要考虑到地层的厚度、应力状态、开采方法等因素。
3、经济效益需要考虑到煤炭储量和开采成本等因素。
4、安全因素需要考虑到煤层的变化情况、工作面的稳定性等因素。
三、煤柱优化研究
为保证煤炭开采的安全和效率，需要对煤柱的大小进行优化研究。该研究方法主要包括以下两种:
1、理论计算和模拟
采用有限元分析和数值模拟方法，进行煤层的形变和应力变化分析，以得出煤柱的合理尺寸大小。通常这种方法需要用到一些工程软件，如FLAC3D、ABAQUS和Surfer等。
2、现场实验
在煤炭开采现场采用这种方法，主要是通过对现场煤柱大小的测定和采样，进行分析和验证。同时也可以采样煤体进行力学和物理实验，以获得更准确的煤柱合理尺寸大小。
四、煤柱合理尺寸优化应用
合理的煤柱尺寸对提高煤炭开采效率和安全性具有重要意义。在煤炭开采中，一些优化措施可以采用如下方法：
1、采用柔性支护体系
在煤柱大小合理的情况下，采用柔性支护体系可以最大程度地保证开采效率和工作面的安全。
2、更好的煤体钻取技术
通过规范的钻孔技术和钻杆布置方法，可以更好的掌握煤体的变化情况和煤柱的大小，从而有针对性的采取措施。
3、采用优化的采煤工艺
特厚煤层的开采需要采取合理的采煤方法和机械设备选择，以达到最大的采煤效率。
五、结论
在大倾角特厚煤层综放开采区段煤柱的合理尺寸优化方面，需要考虑到地质条件、经济效益、安全因素等因素。优化研究主要采用理论计算和模拟和现场实验两种方法。通过煤柱合理尺寸的优化应用技术，可以有效提高煤炭开采的效率和安全性，从而实现更好的经济效益。