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特厚煤层沿空掘巷合理留设小煤柱的试验研究
特厚煤层沿空掘巷合理留设小煤柱的试验研究
一、引言
在煤矿开采中，特厚煤层的开采一直是一个具有难度的问题。特厚煤层的覆盖压力大，采区的支护与煤层逐渐处于失稳状态，容易引发地压事故。本文通过试验研究，探讨特厚煤层沿空掘巷合理留设小煤柱的方法与效果，旨在为特厚煤层的安全开采提供参考。
二、特厚煤层开采中存在的问题
1.地质条件复杂：特厚煤层地下应力分布不均匀，存在巨大的地压压力。
2.煤体力学性能差：特厚煤层煤体容易失稳，导致岩层破裂和冒顶等问题。
3.煤巷支护难度大：特厚煤层采空区内不稳定岩层的破坏会影响巷道的支护稳定性。
4.安全生产隐患多：特厚煤层开采中地压事故频发，对工人和设备的安全构成威胁。
三、小煤柱合理留设的意义
1.保证巷道支护稳定性：合理留设小煤柱可以有效减轻采空区的岩层破坏，降低地压事故的发生概率。
2.提高工作面运输效率：小煤柱的设立能够为巷道提供一定的支撑点，加强通风管道的连通性，提高工作面的运输效率。
3.提高煤炭回收率：合理留设小煤柱可避免过度开采造成的煤炭损失，提高回收率。
四、试验设计与方法
1.试验选址：选择特厚煤层的典型区段进行试验研究。
2.设计试验方案：按照煤层地质条件和巷道支护情况，确定小煤柱的尺寸、间距等参数。
3.准备试验材料：选取符合煤层力学特性的材料作为小煤柱材料，并进行制备。
4.进行试验观测：设置地表、地下的试验点，对地压、位移等参数进行实时监测。
5.分析试验结果：通过对试验数据进行分析与对比，评估小煤柱的效果。
五、试验结果与讨论
通过试验研究，得出以下结论：
1.合理留设小煤柱可以有效减轻巷道地质压力，提高巷道的稳定性。
2.小煤柱可以增加煤层的支撑点，提高通风管道的连通性，改善工作面的通风状况。
3.合理设置小煤柱可以减少煤炭的损失，提高煤炭回收率。
4.小煤柱的尺寸和间距需要根据具体地质条件和支护要求进行调整，以获得最佳效果。
六、结论与展望
1.特厚煤层沿空掘巷合理留设小煤柱是一种有效的支护方式，能够提高巷道的支护稳定性、通风条件和煤炭回收率。
2.未来研究可以进一步探索小煤柱的优化设计方法，提高支护效果和经济效益。
3.在特厚煤层开采中，还需要综合考虑其他因素，如岩层的逐层开采和巷道支护的联合优化，以实现更安全、高效的开采方式。
七、参考文献
[1]张志勇,杨振英,陈洪水.特厚煤层掘巷小煤柱支护技术研究进展[J].煤炭科学技术,2016,44(10):32-36.
[2]林成.特厚煤层采动区巷道支护技术研究[D].徐州:中国矿业大学,2017.
[3]王亚斌,刘鹏,陈立杰,李帅.特厚煤层采区巷道支护合理留设小煤柱尺寸优化研究[J].中国煤炭,2019(6):54-57.
总之，特厚煤层沿空掘巷合理留设小煤柱是提高特厚煤层开采安全与效率的重要手段。通过试验研究，可以为特厚煤层的安全开采提供科学依据，同时也为未来研究提供了相应的参考。