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动-静载作用下端帮开采支撑煤柱参数设计方法
动-静载作用下端帮开采是一种常见的支撑煤柱参数设计方法。本文将探讨动-静载作用下端帮开采支撑煤柱参数设计方法,并对其优缺点进行分析和讨论。
一、动-静载作用下端帮开采的基本原理
动-静载作用下端帮开采是指在采煤工作面上方设立支架支撑煤层,然后通过煤层开采的动载荷和煤柱静止的静载荷共同作用下进行的一种开采方法。其基本原理是在保证煤柱稳定的前提下,利用煤柱的自重和采掘工艺引起的变形来满足煤柱的稳定性要求。
二、动-静载作用下端帮开采支撑煤柱参数设计方法
1.煤柱高度的确定
煤柱高度的设计是动-静载作用下端帮开采的一个重要参数。合理的煤柱高度可以有效平衡动载和静载,提高采空区的有效利用率。煤柱高度的设计方法主要有经验公式法、数值模拟法和工程实践法等。其中,数值模拟法是目前较为常用的方法,通过建立煤柱的数值模型,模拟煤柱的变形和受力情况,确定煤柱的合理高度。
2.煤柱强度的确定
煤柱强度的确定是动-静载作用下端帮开采的另一个重要参数。煤柱强度的设计主要考虑煤体的物理力学性质和采面的开采工艺。常用的煤柱强度设计方法包括室内试验法、现场试验法和理论计算法等。其中,室内试验法可以通过煤样的力学试验,测定煤体的强度参数,然后代入数学模型中进行计算,得到煤柱的合理强度。
三、动-静载作用下端帮开采支撑煤柱参数设计方法的优缺点
1.优点
(1)能够充分利用采空区,提高煤炭采出率;
(2)通过煤柱的自重和变形,能够平衡动载和静载,保证煤柱的稳定性;
(3)设计参数可根据煤层的具体情况进行调整,灵活性较大;
(4)设计方法相对简单,操作便利。
2.缺点
(1)对煤柱的强度要求较高,需要更精确的煤柱强度设计;
(2)对采煤工艺的要求较高,需要严格控制开采的速度和方法;
(3)需要进行大量的工程实践和经验总结,设计方法仍有待改进。
综上所述,动-静载作用下端帮开采支撑煤柱参数设计方法是一种有效的煤柱支撑方法,通过合理设计煤柱的高度和强度参数,能够在保证采煤面稳定性的前提下,提高煤炭的采出率。但是,该方法对煤柱的强度和采煤工艺要求较高,需要进一步的研究和实践验证。希望本文的研究成果能够为动-静载作用下端帮开采支撑煤柱参数设计方法的改进和应用提供一定的参考。
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