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在实际地质条件中,煤层多呈一定的倾角,由于工作面开采顺序多为区段下行,以往的理论多考虑区段下行开采顺序对留设区段煤柱的影响,区段上行开采顺序对留设区段煤柱的影响研究较少。本课题在现有理论及研究成果的基础上,考虑内外应力场的同时,分别探讨区段上、下行开采时区段煤柱留设的理论依据,通过数值模拟验证留设煤柱的可靠性,并进行区段上行的现场实验验证。 论文首先结合相关矿山压力理论基础,建立倾斜煤层采场支承压力结构力学模型,探讨回采工作面推进期间各个阶段采空区四周煤体支承压力,并确定内外应力场有关参数。 其次,根据威尔逊理论求解区段煤柱核区可承受的最大支承压力,利用极限平衡理论计算区段煤柱采空区侧塑性区范围,根据 Kastner方程计算回采巷道塑性区半径;综合考虑影响煤柱留设的安全因素,即弹性核区宽度,而分别推导区段上、下行开采区段煤柱宽度的计算公式。 最后,依据华泰煤矿31511西回采工作面地质条件,分别设计了区段上、下行开采时区段煤柱的有关参数,同时借助有限差分软件对设计进行可靠性验证;根据验证效果选定最终方案并实施,并对实施的区段上行方案进行应用效果分析。