2014 Fiscal Year Annual Research Report
カーボンニュートラルを目指した環境低負荷型-低品位石炭資源開発システムの確立
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25820431
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
笹岡 孝司 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20444862)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 軟弱地山 / 地表面沈下挙動 / 地表面沈下予測 / 地表面沈下抑制 / 採掘方法 / 払跡充填 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で対象とする低品位炭を有する地山は、地質生成年代が若いことから非常に軟弱な力学的特性を示す場合が多い。そのため、これら軟弱地山中に賦存する低品位炭の開発を進める上で、環境保全の観点から最大の課題となる周辺地山の挙動、すなわち低品位炭採掘に伴い発生する地表沈下挙動に着目し研究を実施した。
まず、低品位炭採掘に伴う軟弱地山の挙動や地表面沈下特性を把握するため、軟弱な地山条件を有するインドネシア・東カリマンタン州の坑内掘り石炭鉱山において地表面沈下測定を実施しその解析を行い、予測手法について検討した。その結果、過去にイギリスや日本の坑内掘り炭鉱で計測された地表沈下と非常に類似した挙動を呈することが明らかとなり、また既往のNCBモデルやKarmisらが提唱する沈下予測モデルを用いることで事前に予測可能であることも明らかとなった。
次に、地表沈下を効果的に抑制する採掘方法および手法について検討するため、様々な採掘手法を想定した数値シミュレーションを実施した。その結果、隣接する採掘区画間に採掘区画の切羽長および採掘深度に応じて適切な幅の保安炭柱を残すことで、軟弱地山において採掘区画周辺の地山挙動を抑制するとともにアクセス坑道の安定性を維持しながら安全に低品位炭を採掘できることが明らかとなった。また、採掘区画の切羽長と保安炭柱幅の比が一定でも、全体の寸法を小さくすることで、採掘効率は低下するが同じ石炭回収率で採掘区画周辺の地山変形挙動を効果的に抑制でき、地表面沈下を抑制出来ることも明らかとなった。さらに、火力発電所から排出されるフライアッシュや脱硫石膏といった廃棄物を用いて、採掘跡を充填しながら採炭を行えば、払跡周辺地山の安定性がより改善され、必要な保安炭柱幅の減少や保安炭柱の回収等により低品位炭の実収量の大幅な増大も可能になることが明らかとなった。
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Research Products
(3 results)
