俯伪斜分段密集采煤法三维有限元数值模拟研究

俯伪斜分段密集采煤法,作为一种较新的采煤方法,在我国技术上还不很成熟,因此,首次针对京煤集团木城涧矿大台井的地质条件和赋煤状况,通过简化建立三维立体有限元模型,模拟计算了该矿煤层顶底板在开采前后运动变化情况。结果表明:煤层倾角、推采距离和开采巷道数三者是影响煤层顶底板运动规律的重要因素,得到了表征顶底板运动规律的顶底板法向最大应力和法向最大位移与三影响因素关系曲线,详细阐述了三影响因素下的煤层顶底板运动规律;同时,对现场开采中支撑压力大小,特别是在三影响因素下,超前支撑压力的作用范围与应力峰值位置进行了数值计算,并总结了其影响规律;最后,指出了该数值分析方法对现场开采将具有十分重要的应用价值和指导意义。

大台井俯伪斜分段密集采煤法数值模拟研究

以京煤集团木城涧矿大台井为例,建立了三维空间立体有限元模型,对该矿采用俯伪斜分段密集采煤法时煤层顶、底板在开采前、后应力场和位移场的变化情况进行了数值模拟计算,给出了现场最关心的煤层顶、底板应力和位移随煤层倾角变化的等值线和关系曲线,从而得到了一些新的认识,即计算结果中煤层顶、底板法向最大应力和最大位移是表征顶、底板运动规律的重要指标.最后分析指出了开采过程中易发生破坏的危险区域和地段.

大台井“川法”密集柱支撑力分析

从单体液压支柱的特性出发,结合大台井实际的煤层和顶板条件,计算了俯伪斜走向分段密集采煤法密集柱的支撑力。影响密集柱支撑力的相关参数主要有煤层厚度与倾角、采深、控顶距等。密集柱支撑力的大小随煤层厚度增加而增大,顶板压力主要由密集柱承担;随煤层倾角的增大而减小;随采深增加而线性增大,深部开采时应考虑适当增加支护强度;随控顶距增大而增加,但增加幅度较小。所得到的结论为大台井“川法”采煤的实施提供了理论依据。