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内蒙古地区很多煤炭生产基地多利用房式开采体系,只采煤房,不采煤柱。约66~70亿t煤炭资源弃于井下,形成呆滞煤量。呆滞煤量在井下长期氧化的过程中易于自燃,并造成环境污染,同时给国家宝贵资源造成极大浪费。因此煤柱的回收是目前急需解决的问题。本课题就是在这样一种情况下提出的。 本文以泰丰煤矿为例,首先分析了原煤房煤柱尺寸对煤柱回收的影响,接着对采场超前煤柱的稳定性和可控性作了一定的探讨;利用离散元数值模拟软件UDEC3.1对煤柱采场进行了模拟;最后对煤柱回收采场支护及煤柱回收方法进行了研究,得到了以下主要结论:原采场煤柱的尺寸会对煤柱回收产生不利的影响,通过对采场超前煤柱稳定性进行分析,得出了采场超前煤柱的破坏形式为剪破坏和受压破坏,剪切破坏的准则为F≥τmax;分析出可以从控制采场岩石的松散系数和支架工作阻力来控制采场超前煤柱受剪破坏,采用超前支护、提高初撑力和工作阻力的方式来控制煤柱的受压破坏。利用数值模拟得出煤柱采场直接顶的垮落步距为30m,老顶的初次来压步距为42m,老顶的周期来压步距为14m;通过模拟超前支承压力,确定了采动影响范围约为40m,即采场超前的三个煤柱都在影响之内。采用让压煤柱的方式进行煤柱的回收,其作用是用来减小老顶的回转,避免煤柱被剪坏,另外的作用是作为信号柱预测老顶的来压和为支架移设提供了足够的时间。煤柱回收采用深孔爆破的方法落煤,减少工人在工作面打眼的危险。用爆速6900m/s的导爆索代替雷管引爆煤矿销铵炸药,克服了深孔爆破中的管道效应。钻孔采用的GXMZJ钻机是由山东科技大学研制的,钻机可实现最大钻深30m的精确定位,解决了煤柱打眼工序的难题。