動-靜載作用下端幫開采支撐煤柱參數設計方法

姜聚宇 ，路 燁 ，曹蘭柱 ，付天光 ，王 東 ，王來貴 ，蔡明祥 ，李 磊

（1.遼寧工程技術大學 礦業學院, 遼寧 阜新 123000；2.中煤科工能源科技發展有限公司, 北京 100013；3.國家能源集團新疆能源公司準東露天煤礦, 新疆 昌吉 831799）

0 引 言

我國山西、陜西、內蒙古、新疆等地區存在大量大型適宜露天開采的淺埋煤田，由于采區境界、邊坡穩定性、合理剝采比及開采工藝限制等原因，露天開采后必然會在邊坡下部形成大量壓覆資源-滯留煤無法回收。滯留煤無法回收帶來重大資源與經濟損失，同時還可能導致煤自燃、滑坡等安全及環境隱患[1-3]。端幫開采工藝為應用端幫采煤機對露頭煤進行打硐開采，開采過程中硐室與硐室之間留設煤柱支撐上覆巖層。若支撐煤柱發生失穩，會造成硐室頂板垮落發生壓埋設備事故，甚至邊坡滑坡等一系列工程災害。合理的設計端幫開采支撐煤柱參數，對煤柱失穩機理進行研究，是端幫開采安全、高效應用的前提。工程實際中，支撐煤柱不單一受邊坡靜載荷作用，生產爆破在露天開采過程中始終進行。生產爆破具有爆破炸藥量大、爆破頻繁、爆破點多的特點，對支撐煤柱產生反復、持久作用，進而影響煤柱穩定性。因此，有待研究動-靜載作用下端幫開采支撐煤柱穩定性。

對于端幫開采支撐煤柱穩定性研究，國內外學者做了大量有益探索。國外都是以煤柱強度經驗公式對留設煤柱尺寸進行設計。國內陳彥龍等[4]基于尖點突變理論與極限分析法對煤柱的失穩判據進行了推導。……