基于薄板理论的条带充填宽度研究

条带充填开采是实现"三下"压煤安全开采的有效途径,充填宽度确定是条带充填开采技术的关键,将决定回采率、回采成本以及地表控制效果。为此,以曹店煤矿2103条带充填工作面为研究对象,基于薄板理论和现场工程实践,对合理充填宽度进行研究,结果究表明,充填条带的顶板可以简化为四边固支板,得到充填宽度为10 m的2103条带充填工作面地表最大变形为115.31 mm,控制效果良好。

富康源煤业切顶沿空留巷合理充填体宽度研究

针对沿空留巷工作面开采时巷旁充填体变形破坏较严重的问题,以富康源煤业2106综放工作面为工程背景,提出“切顶+充填”的协同控制方案,通过理论分析得出切顶条件下巷旁充填体最小宽度为1.9 m,并采用数值模拟确定出合理的充填体宽度为2.2 m.现场应用结果表明,采用沿空留巷协同控制方案后,留巷段围岩稳定性较好,能够满足下个工作面的正常生产需求。

沿空留巷切顶关键参数及充填体宽度模拟分析

为了提升沿空留巷成功率,降低巷道围岩变形量,利用数值模拟软件对厚煤层综采面切顶卸压参数进行研究分析,分别对不同切顶高度、不同切顶角度、不同充填体宽度下的切顶效果进行分析,给出了不同切顶参数下的顶板变形及受力曲线,确定了最佳切顶高度为20.5 m,最佳切顶角度为5°,最佳充填体宽度为1.5 m,为后续沿空留巷爆破切顶参数设定提供参考。

沿空留巷上覆岩层关键块稳定性力学分析及巷旁充填体宽度确定

由于沿空留巷服务时间较长,巷道围岩变形较大,合理地计算巷旁充填体宽度至关重要。根据沿空留巷上覆岩层的活动规律,建立了关键块和直接顶的力学模型,分析了关键块与沿空留巷围岩相互作用机制,推导出巷旁支护阻力的计算公式,并引入了关键块稳定性系数K1、K2及其稳定性影响因素的敏感度。研究结果表明,当K1>1时,关键块发生挤压变形失稳;当K2>1时,关键块发生滑落失稳。以淮南谢一矿512(5)工作面为工程背景,确定了合理的巷旁充填体宽度,计算出关键块稳定性系数,获得了各影响因素对关键块稳定性的敏感度。实例分析表明,采高对关键块的稳定性影响较大,在大采高工作面中进行沿空留巷较为困难。

薄煤层沿空留巷巷旁充填体宽度模拟分析

针对目前薄煤层沿空留巷特点,结合某矿具体条件,研究了一套包括膏体材料组分及配比、充填工艺、巷旁支护、巷内支护在内的一整套薄煤层沿空留巷技术,并运用数值模拟方法对巷旁充填体宽度进行了进一步研究,在该矿取得了较好的经济技术效果。研究结论对于类似条件下的薄煤层开采具有一定的参考价值。

沿空掘巷巷旁充填体宽度的确定与应用

巷旁充填是无煤柱开采围岩控制的关键,在充填体力学性能和巷道高度确定的情况下,巷旁充填体的宽度就成了主要考虑因素。以云驾岭矿2802工作面运输巷采用巷旁预充填无煤柱开采技术为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,得出巷旁充填体的合理宽度。现场试验表明,采用该方法确定的巷旁充填体宽度能够满足要求,巷道围岩及充填体稳定、变形量小,说明采用该方法确定的充填体宽度科学合理。该研究为高水材料巷旁支护沿空掘巷实践具有一定的指导意义。

中厚煤层沿空留巷巷旁柔模混凝土充填体合理宽度研究及应用

针对新景矿3213综采工作面的实际情况,采用数值模拟的方法对中厚煤层沿空留巷巷旁充填体宽度分别为0.8、1.0、1.2、1.5、2.0 m条件下的围岩变形情况进行分析,并通过充填体的承载力进行验算,确定柔模混凝土充填体的合理宽度为1.2 m。3213综采工作面留巷期间基本支护方式为锚杆+锚索+W型钢带+金属菱形网;巷旁采用宽度为1.2 m的柔模混凝土充填体支护,混凝土上安设锚栓与钢带;临时加强支护采用“一梁三柱”的方式,临时加强支护后在充填墙体两侧施工2排锚索。观测结果表明,留巷期间巷旁充填体保持稳定,围岩顶底板及两帮的最大移近量分别为293、211 mm,满足沿空留巷的使用要求。

窄煤柱工作面巷旁充填沿空留巷控制技术及应用

以潞安化工集团司马煤业有限公司1218工作面回风巷为工程背景,采用数值模拟和现场实测相结合的研究方法分析了窄煤柱工作面沿空留巷合理支护体宽度。研究表明:当充填体宽度过小时充填体承载能力较小,支护体整体呈塑性分布,沿空留巷围岩变形量较大;当充填体宽度过大时其支护强度越强,支护体塑性区域减小,但围岩变形量减小不明显,且使成本增加。最终确定充填体宽度为2 m。在此基础上,提出了“巷旁充填柔模混凝土墙+单体柱+基本底注浆+巷内锚网索”联合支护技术,并成功进行了工程应用。经过现场工业试验表明:沿空留巷顶底板移近量最大为495 mm,两帮移近量最大为326 mm,分别为原顶底板和两帮移近量的41.9%和35.4%。巷道围岩变形在允许范围内,留巷效果良好。

特厚煤层综放沿空留巷巷旁充填体宽度优化

巷旁充填体的合理留设是综放沿空留巷技术成功实施的核心问题。基于综放开采顶板岩层断裂运移规律和关键层理论,建立了综放沿空留巷围岩结构力学模型及充填体合理支护阻力计算公式,结合五阳煤矿回风巷生产技术条件,确定了充填体合理支护阻力。采用数值模拟方法,进一步分析了不同充填宽度下留巷围岩塑性区和位移场变化规律,认为充填体宽度为2.5 m时充填体稳定性较好,现场留巷变形较小可控,效果理想。

高瓦斯综采工作面沿空留巷充填体宽度优化

针对潞安余吾矿区巷旁充填体的沿空留巷现场充填宽度不足,导致巷道稳定性得不到保证且巷道变形较大的问题,理论分析了综放尾巷留巷巷旁充填体的受力特点和变形特征,并利用FLAC^(3D)对沿空留巷期内围岩变形特征进行数值模拟,确定了巷旁充填体的最优充填宽度。结果表明:巷旁充填体对巷道围岩的作用具有在短时间内可达到高强度、高阻力状态,并具备上佳的变形性能,从而实现非采煤帮、充填体和冒落矸石共同承但围岩压力;巷旁充填体宽度取值为1.5 m时,此时充填体宽度无应力集中向少应力集中的过度,峰值应力变化最为明显从8.3MPa增加到12.6 MPa,在此情况下,巷道围岩变形量较小,观测点实测结果显示,顶底板移近量分别为331.3 mm和280.7 mm,两帮移近量分别为225.4 mm和171.7 mm,巷道围岩变形主要以顶板下沉为主,沿空留巷段巷旁支护基本满足围岩控制要求。

沿空留巷巷旁充填体宽度计算与分析

采用沿空留巷技术是目前解决高瓦斯深井开采难题的关键技术,而充填体是沿空留巷围岩结构的一个重要组成部分,其稳定特性直接影响着巷道整体的稳定性,关系高瓦斯深井开采的成功与否。因此,确定合理的巷旁充填体宽度也成为沿空留巷成功的关键因素之一。本文以谢桥煤矿11426工作面沿空留巷为工程背景,采用理论计算和数值模拟相结合的方法分析了巷旁充填体宽度对巷道围岩受力规律的影响,为今后类似工程提供技术依据。

沿空留巷充填体宽度及支护技术研究

沿空留巷在解决煤柱、瓦斯和采掘接替等诸多方面有明显优势,以寨崖底矿3#煤层120308工作面为工程背景,从工作面上覆岩层活动规律着手,通过分析研究其应力集中规律,工作面沿空留巷上覆岩层的位移变形规律,结合地质资料建立数值力学模型,模拟受采动影响时充填体的变形规律,提出了巷旁充填体的支护技术与支护参数以及巷道补强支护技术与支护参数。同时,根据矿压观测结果分析沿空留巷巷旁充填体的变形规律,论证沿空留巷所采用的高水充填材料不但在技术上可行,且经济效益显著。

沿空留巷巷旁充填体合理宽度的确定

针对沿空留巷巷旁充填体留设宽度大、沿空留巷成本较高的现状,文章采用理论研究与数值模拟相结合的方法,确定了沿空留巷巷旁充填体最佳宽度为1.2m,同时提出1101工作面采用锚柱网预支撑巷旁充填技术,并设计了具体支护参数。研究结果表明:巷旁充填体宽度采用1.2m,配合采用锚柱网预支撑巷旁充填技术可有效控制巷道围岩的变形,保证煤炭资源安全高产高效开采。

沿空留巷巷旁充填体合理宽度研究

以新元矿沿空留巷作为工程背景,采用数值模拟和工业性试验相结合的方法进行试验研究,得出巷旁充填体的合理宽度。现场试验结果表明:当充填体宽度为2 m时,沿空留巷围岩变形稳定后巷道顶板下沉量为330 mm,两帮移进量为198 mm;围岩变形量均在可控范围内,说明所确定的充填体宽度合理。该研究成果的成功应用,对沿空留巷实践具有一定的指导意义。

新景矿沿空留巷充填体合理宽度研究及应用

以新景煤矿3107综采工作面沿空留巷为研究背景,采用FLAC3D数值模拟软件,分析了沿空留巷后不同充填体宽度下的巷道围岩变形情况,然后通过理论分析对充填墙体的承载能力进行了验算,最终确定出合理的充填体宽度为1.2 m。根据现场条件设计了沿空留巷的支护方案,其中,巷旁充填体采用C30混凝土浇筑形成,并用“锚栓+钢筋网+钢带”联合支护的形式进行加强控制。现场试验结果表明,留巷期间,该技术方案下的巷道围岩移近量及充填体变形量较小,满足矿井正常生产需求,取得了良好的经济效益。

大倾角中厚煤层沿空留巷充填体合理宽度确定研究

在大倾角中厚煤层的沿空留巷充填体强度及尺寸研究过程中,根据高水胶结材料、矸石与水按照一定配比后凝固的抗压强度,采用英国威特克的"分离岩块法"理论研究支护体结构的安全系数,同时应用数值模拟通过对不同充填体宽度进行分析,确定充填体塑性区、剪切破坏范围及巷道变形值。最终结合某矿3206工作面地质条件,确定了合理的充填体宽度。在工作面推过之后,充填体达到基本完整、巷道围岩变形量较小、能够有效支撑起顶板、实现沿空留巷的目的,提高煤炭资源回采率的同时降低了巷道掘进率,实现了矿井的可持续发展。

新景矿沿空留巷巷旁充填体材料及宽度优化研究

以新景煤矿3216综采工作面沿空留巷为研究背景,通过添加EVA聚合物对巷旁充填混凝土进行了改性试验,确定出合理的聚合物掺量为15%;同时采用数值模拟确定出合理的充填体宽度为1.2 m。现场应用结果表明:留巷期间,充填体稳定性较好,巷道顶底板的累计变形量为293 mm,两帮的累计变形量为211 mm,能够满足工作面安全高效的生产需求。

沿空留巷巷旁充填体宽度合理化研究

针对利用充填法进行沿空留巷后巷旁充填体的宽度值合理化选择问题,通过研究留巷后上覆岩层运动规律,利用UDEC数值模拟软件建立充填体宽度不等的的数值分析模型,然后进行围岩变形及塑性区变化的对比分析,得出充填体宽度的合理值为2.5m,并进行了充填实践,巷道围岩控制效果达到预期目的。

沿空留巷巷旁充填体宽度合理性研究

以某矿16_(中)04工作面为研究背景,通过理论计算确定了巷旁充填体所用材料自身承载能力应大于6.8MPa。采用FLAC3D数值模拟软件建立了16_(中)04工作面沿空留巷数值模型,模拟研究了不同巷旁充填体宽度时的巷道维护效果,分析了充填体峰值应力与充填体宽度、巷道顶板下沉量与充填体宽度的关系,确定了充填体的合理宽度,并应用于工程实践,取得了预期的效果。

沿空留巷充填体宽度确定模拟研究

沿空留巷工艺的实施能够有效减小巷道的掘进量,增大巷道的利用率。但是由于巷道沿空留巷,受到顶板垮塌影响较大,本文在12106皮带顺槽沿采空区留着充填体的时候进行数值模拟,确定了充填体的最佳宽度,尽量做到减小劳动量,使充填效果满足要求,为类似地质条件巷道充填,提供参考。