岱庄煤矿6351膏体充填工作面底板破坏规律研究

以岱庄煤矿6351膏体充填工作面为工程背景,基于材料力学相关理论建立梁式力学模型,推导出膏体充填开采条件下安全系数计算公式,通过相似模拟,分析了膏体充填工作面顶、底板受力及移动变形规律。研究成果对岱庄煤矿下组煤安全高效回采及其它他类似地质条件下的煤炭安全回采具有重要的指导意义。

厚煤层承压水上开采底板破坏规律数值模拟研究

结合赵固二矿1105工作面厚煤层及承压水上开采的情况,运用数值模拟软件FLAC3D对煤层底板破坏规律进行研究,得出厚煤层承压水上开采底板垂直应力、位移和塑性区分布规律,避免了井下试验方法仅能确定底板特定部位的破坏情况。

沿空留巷巷道底板破坏规律分析

为了研究沿空留巷巷道底板破坏规律,确保巷道的稳定性,分析了巷道底板塑性区扩展规律以及确定围岩破坏程度指标,采用FLAC 3D数值模拟软件,对沿空留巷巷道底板破坏规律进行了分析,研究了煤柱及沿空巷道底板塑性耗能比率变化规律。研究得出,沿空巷道掘进期间,巷道底板产生较大的塑性区,其底角的塑性区高于底板中线的塑性;靠近实体煤柱侧的巷道底角变形破坏范围和变形破坏程度低于靠近采空区侧的巷道底角变形破坏范围和变形破坏程度。

承压条件下工作面底板破坏规律研究

根据内蒙古某矿4301工作面概况,以底板破坏情况为研究对象,分析4301工作面推进过程中底板破坏规律,利用材料力学理论分别分析工作面顶板初次来压之前、顶板初次垮落期间以及顶板周期来压期间底板的破坏情况,3种状态底板最大弯曲变形位置;以弹塑性力学的相关理论,计算出了龙泉煤矿4301工作面沿走向的底板最大破坏深度和最大深度的位置,通过UDEC数值模拟软件模拟了4301工作面开采底板破坏情况,模拟结果显示随着煤层开挖底板破坏深度的延伸速度较大,当第二次周期来压后底板破坏深度的延伸速度逐渐减小,煤层底板最大塑性破坏深度为34 m,与理论计算中底板的最大破坏深度32.5 m相近。研究为底板岩层注浆改性层位确定提供重要理论依据。

深部煤层底板破坏规律数值模拟

针对邢东矿大采深的情况,采用大型数值模拟软件ANSYS对煤层底板的破坏深度、应力、位移等特征进行了模拟,避免了现场试验手段仅能确定某些特定部位的底板破坏特征的情况,得出了煤层底板变形破坏规律,确定了煤层底板最大破坏深度及最易破坏位置。研究结果对于实现深部煤层的安全开采,指导后续工作面的防治水工作及防治水方案的设计提供科学依据。

深、浅部煤层底板采动破坏规律研究

采用FLAC^(3D)数值模拟软件对潘北矿11113工作面浅部3~#煤层和潘谢外围深部设计首采工作面3~#煤层开采进行模拟,并从破坏深度、岩体应力场特征方面对二者进行对比研究。

采高对煤层底板破坏深度的影响

随着埋深增大,原底板破坏深度经验公式对不同采高工作面底板破坏深度的预计误差增大。以赵固二矿为背景,通过有限元数值计算方法对底板破坏规律进行研究、采用矿井对称四极电剖面法对不同采高底板破坏深度进行实测并运用Spass软件对4个底板采动破坏影响因素与底板破坏深度的关系进行多元统计回归分析。研究得出,煤层埋深较大时采高对底板破坏深度的影响明显;随着采高的增大,底板垂直应力减小,围岩竖直位移增大,位移等值线梯度减小,底板破坏深度增大;考虑采高因素的底板破坏深度线性回归公式对煤层开采工作面底板破坏深度的预计准确率高,适用性强。

承压水上采煤煤层底板岩体力学规律分析

运用弹性薄板理论研究了煤层底板关键层应力场的分布,探究了底板应力场的传播扩散规律及任一点处的应力,对应力σx的影响因素进行了分析;运用FLAC3D数值模拟软件探究煤层底板岩层中应力场、位移场的运移规律,为承压水上煤层开采提供了理论参考。

团柏煤矿带压开采条件下11-101工作面合理长度

山西省霍州团柏煤矿11-101工作面为带压开采。为预防回采期间底板突水事故,采用弹塑性理论、现场实测、数值模拟验证相结合的方法,对不同工作面长度条件下底板破坏深度发育规律进行研究,进而确定该条件下开采的工作面合理长度。研究表明,随着工作面推进,滞后工作面6 m左右底板首先发生拉伸破坏,底板破坏呈楔形。工作面长度在60~120 m,破坏深度随着工作面长度增加呈线性增长,平均每增加10 m,破坏深度加深1 m。理论计算与数值模拟计算得出80 m工作面底板破坏深度为7~8 m,现场实测底板破坏深度为7.5 m,故工作面合理开采长度为80 m时,能够确保11-101工作面生产安全。

新安矿煤层开采底板破坏程度及底板水防治技术

根据新安矿底板3#煤层含水层分布情况,研究煤层开采过程中对底板的破坏程度,通过钻孔注水实测和数值模拟相结合的研究方法,确定底板破坏"下三带"分布规律,依据底板"下三带"理论判断工作面底板突水危险程度,得出新安矿底板岩层中完整岩层带偏小,底板破坏深度在18～20 m,突水危险性高。针对地质条件和底板"下三带"破坏情况提出了该煤层开采时底板突水隐患的防治方案。

马堡矿15^#煤带压开采数值模拟研究

针对马堡矿地质构造复杂,主要岩溶含水层富水性强,下组煤距下伏奥灰很近,煤层开采面临着奥灰突水严重威胁的情况,运用数值模拟的方法,研究了工作面斜长对底板破坏规律与突水机理的影响,并对15号煤带压开采进行了安全性评价。研究结果表明:工作面斜长分别取160 m与110 m时开采15号煤产生的采动破坏带均会与承压水导升带贯通,隔水层丧失阻隔水性能进而导致底板突水,而工作面斜长为60 m时则不会发生底板突水。因此,可通过采取控制工作面斜长的方法提高带压开采的安全性。