基于固体充填开采的井筒保护煤柱留设方法研究

郭帅^1,2，张吉雄^1,2，邓雪杰^1,2，黄艳利^1,2，方坤^1,2

1. 中国矿业大学矿业工程学院2. 煤炭资源与安全开采国家重点实验室

摘 要：为解决固体充填开采工业广场煤柱时井筒保护煤柱的合理留设问题,根据井筒破坏特性,对充实率、井筒保护煤柱尺寸等充填开采条件下影响井筒失效主控因素进行分析,提出了基于充实率控制的井筒保护煤柱留设原理;以此为基础,分析了垂直剖面法、科瓦尔契克概率积分法及ABAQUS数值模拟法等井筒保护煤柱留设方法,并提出了剖面法设置煤柱边界,理论计算与数值模拟相结合逐渐缩小边界的充填开采井筒保护煤柱综合留设方法及设计流程,并将此方法应用于百善煤矿充填开采回收工业广场煤柱,得到不同充实率条件下井筒保护煤柱范围划分。结果表明,固体充填开采充实率控制在80%以上,以留设半径154 m井筒煤柱计算,至少可安全解放出煤炭174.5万t。

关键词：充填开采;井筒保护煤柱;充实率;煤柱留设方法;