Improvement of the Loading Capacity of Narrow Coal Pillars and Control Roadway Deformation in the Longwall Mining System. A Case Study at Khe Cham Coal Mine (Vietnam)

Currently, the application of coal pillars to protect an adjacent roadway is a common method in Vietnam when exploiting according to the longwall system. Therefore, the width of a coal pillar is an important issue for the stability of a roadway. In order to reduce coal loss in these coal pillars, they tend to be designed in a narrow coal pillar style but still have to ensure that the adjacent roadway can meet safe coal production conditions. The stability of roadways and coal pillars is related to many factors such as technical mechanical characteristics, physical and mechanical properties of coal, stress environment and support methods. The bearing structure of the coal pillar and the around rock a roadway is analyzed and it has been shown that enhancing roadway support and improving the carrying capacity of coal pillars can control the deformation of the surrounding rock. A study related to the stability and safety of roadways and small coal pillars in the longwall mining system has been carried out. Stabilization factors have been considered, especially the state of stress in the coal pillars and the deformation of the roadway. By applying the numerical simulation method, the stress of the coal pillar and the deformation of the adjacent roadway under different supporting solutions were analyzed and evaluated. By using this method, the rock bolt roadway support solution combined with the long cable bolt in the roadway roof and the coal pillar was selected in the safe condition of the mining process. Because cable bolt can improve the flexibility of the coal pillar such as: reducing the size of the plastic area on both sides of the pillar; enhancing coal pillar stability in the core area by providing great drag and tensile for coal pillars; contributing to improving the anchor point fixation of rock bolt. The conclusions obtained may provide a certain reference parameters to improve mining efficiency and labor safety in underground coal mines.

Obecnie stosowanie filarów węglowych do ochrony sąsiednich wyrobisk złożowych jest powszechną metodą przy eksploatacji systemem ścianowym w Wietnamie. Wymiary filarów jest istotną kwestią dla stabilności wyrobisk złożowych. Aby zmniejszyć straty węgla, zwykle są one projektowane w stylu wąskich filarów, ale nadal muszą zapewniać, że sąsiednie wyrobiska muszą spełniać bezpieczne warunki. Stateczność wyrobisk i filarów węglowych jest związana z wieloma czynnikami, takimi jak techniczne właściwości fizyczno-mechaniczne górotworu, naprężenia i metody podparcia. Przeanalizowano konstrukcję nośną filara węglowego i skały otaczającej chodniki wykazano, że wzmocnienie podparcia wyrobisk i polepszenie nośności filarów węglowych może kontrolować odkształcenia otaczającej skały. W artykule, przedstawiono wyniki badania dotyczącego stateczności wyrobisk i małych filarów w ścianowym systemie. Uwzględniono czynniki stabilizujące, w szczególności stan naprężeń w filarach oraz odkształcenie chodników. Wykorzystując metodę symulacji numerycznej, przeanalizowano i oceniono naprężenie w filarach węglowych oraz odkształcenie sąsiednich chodników przy różnych rozwiązaniach podporowych. Ponieważ śruba linowa może poprawić elastyczność filarów, na przykład: zmniejszenie rozmiaru obszaru z tworzywa sztucznego po obu stronach filara; zwiększenie stabilności filara węglowego w obszarze rdzeniowym poprzez zapewnienie dużego oporu i rozciągliwości filarów; przyczynianie się do poprawy mocowania punktu kotwienia śruby do skał. Uzyskane wnioski mogą dostarczyć rozwiązania dla poprawy efektywności wydobycia i bezpieczeństwa pracy w podziemnych kopalniach węgla kamiennego.