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巨厚煤层综放开采区段煤柱合理留设宽度研究
巨厚煤层综放开采区段煤柱合理留设宽度研究
摘要：巨厚煤层的综放开采是煤矿生产中的重要环节，合理留设煤柱宽度是保证矿井安全、提高采矿效益的关键因素。本文通过对巨厚煤层综放开采中煤柱留设宽度的研究，探讨了合理留设宽度的重要性和影响因素，并提出了一种基于能量平衡的煤柱合理留设宽度计算方法，并进行了实例分析，为巨厚煤层综放开采中的煤柱设计提供了参考。
关键词：巨厚煤层；综放开采；煤柱留设宽度；能量平衡
一、引言
巨厚煤层的综放开采是我国煤矿生产中一项重要的技术。由于煤柱的遗留对矿井的安全和采矿效益有着重要影响，因此研究巨厚煤层综放开采中煤柱留设宽度的合理性是非常有意义的。本文基于巨厚煤层开采的实际情况，结合前人的研究成果，探讨了巨厚煤层综放开采中煤柱留设宽度的重要性和影响因素，并提出了一种基于能量平衡的煤柱合理留设宽度计算方法。
二、煤柱留设宽度的重要性
合理留设煤柱宽度对于保证矿井安全具有重要的作用。首先，煤柱作为矿井中最后一道支撑，承担着巨大的压力，能够有效地支撑巨厚煤层的顶板，防止顶板塌落。其次，煤柱的遗留能够减少地表沉陷以及地面建筑物的破坏。此外，合理留设煤柱宽度还可以减少煤的损失，提高采矿效益。
三、煤柱留设宽度的影响因素
煤柱留设宽度受到多种因素的影响，包括煤层厚度、煤层倾角、煤体力学性质、顶板岩性、采煤方法等。其中，煤层厚度是影响煤柱宽度的主要因素，一般来说，煤层厚度越大，煤柱宽度越大。煤层倾角对煤柱宽度的影响较小，但是在倾角较大的情况下，会增加煤柱的稳定性要求。煤体力学性质主要包括煤的强度、应变软化性以及岩石层与煤层之间的附着力等，这些因素会影响煤柱的稳定性和破坏形式。顶板岩性主要指顶板的强度和稳定性，强度较高的顶板可以减小煤柱宽度，增加采矿的效益。采煤方法也是影响煤柱宽度的重要因素，不同的采煤方法对煤柱宽度的要求是不同的。
四、煤柱留设宽度的计算方法
为了合理留设煤柱宽度，本文提出了一种基于能量平衡的计算方法。以顶板的稳定为基础，考虑向下传递的荷载和向上传递的支撑力，通过平衡二者之间的能量，可以计算出煤柱的合理宽度。具体计算步骤如下：
1.确定煤柱所受到的荷载，包括自重荷载、动力荷载和支撑荷载。
2.确定煤柱所承受的支撑力，包括支柱的支持力和岩石的附着力。
3.根据能量平衡的原理，通过平衡荷载和支撑力之间的能量，可以得到煤柱的合理宽度。
4.考虑实际情况的限制条件，如支撑材料的最大荷载、采煤工艺的要求等，确定最终的煤柱宽度。
五、实例分析
为了验证所提出的计算方法的合理性和可行性，本文选取了某巨厚煤层矿井的实际工程数据进行了实例分析。根据实际情况，确定了煤层厚度、煤层倾角、煤体力学性质、顶板岩性以及采煤方法等参数，并进行了计算和分析。结果表明，所计算出的煤柱宽度与实际情况吻合较好，说明所提出的计算方法是可行的。
六、结论
通过对巨厚煤层综放开采区段煤柱合理留设宽度的研究，本文提出了一种基于能量平衡原理的计算方法，并通过实例分析验证了该方法的可行性和准确性。煤柱的合理留设宽度对于矿井的安全和采矿效益具有重要意义，因此在实际生产中应该认真考虑各种因素，并采用合理的计算方法确定煤柱的宽度。此外，还需要进一步深入研究巨厚煤层综放开采中其他相关问题，全面提高巨厚煤层的综放开采技术水平。
参考文献：
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Abstract:Thecomprehensiveandmechanizedminingofultra-thickcoalseamsisanimportantpartofcoalmineproduction.Thereasonablewidthofthecoalpillarisakeyfactorinensuringminesafetyandimprovingminingefficiency.Thispaperdiscussestheimportanceandinfluencingfactorsofthereasonablewidthofthecoalpillarinthecomprehensiveandmechanizedminingofultra-thickcoalseams,andproposesacalculationmethodforthereasonablewidthofthecoalpillarbasedonen