煤炭科学技术

作者：姜聚宇, 张玉龙, 曹兰柱, 王东, 王来贵, 李广贺, 侯成恒,

关键词：非均布载荷, 端帮开采, 支撑煤柱, 煤柱失效, 煤柱失稳, 参数设计,

应用端帮采煤机开采工艺回收端帮滞留煤资源过程中，合理地设计支撑煤柱参数，是端帮开采安全、高效进行的前提。基于尖点突变理论，确立了端帮开采支撑煤柱失稳充要条件；建立了采硐顶板-煤柱力学分析模型，基于弹性地基梁理论，研究了煤柱局部失稳后顶板应力、变形空间演化规律，提出了采硐顶板垮落失稳判据，以此作为非均布载荷条件下支撑煤柱失效判据；研究了不同煤柱留设宽度下顶板极限垮落距与煤柱失稳区段长度变化规律，提出了非均布载荷下支撑煤柱参数设计方法。研究结果表明：煤柱失稳的充要条件为分叉集Δ<0；采硐顶板的失稳判据为最大拉应力σtmax大于抗拉强度σtl；煤柱的失效判据为煤柱失稳区段长度lmax大于采硐顶板极限垮落距l2max；设计了山西某露天煤矿端帮开采煤柱宽度最终为3.0 m。

来源：2024年第12期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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