寺河矿西采区大采高工作面合理煤柱尺寸留设研究

主要以晋城寺河矿西采区首采面巷道间的煤柱留设为工程背景,深入分析大采高工作面煤柱尺寸对巷道围岩稳定性的影响,数值模拟工作面动压影响的范围和时空演化规律,进而确定西采区首采面巷道间的煤柱宽度为35m。在井下进行煤柱留设试验,监测从掘进到回采结束全过程的煤柱受力,评价煤柱留设效果。井下试验表明,寺河矿W1301工作面采用宽度35m的煤柱时巷道锚杆支护效果良好,围岩完整、稳定。煤柱应力监测工作验证了数值模拟的合理性,进一步提高了煤柱设计的可靠性。

综放煤巷合理煤柱尺寸的物理模拟研究

本文是依据上榆泉煤柱逐渐缩小时,巷道围岩破坏特征及顶帮变形量进行了研究.结论是当煤柱尺寸为16 m时,煤巷围岩稳定性有明显变化;12.5～9 m时,煤柱开始出现屈服;9～5.5 m时煤柱发生明显破坏,煤巷围岩出现严重破裂,顶帮的破坏深均在3 m左右;2.0 m时直接顶和基本顶同时垮落.据此确定该矿10#煤层煤巷煤柱尺寸取为16 m .

孤岛煤柱巷采合理煤柱尺寸与超大断面巷道支护技术研究

针对古书院煤矿濒临枯竭的3号煤层孤岛煤柱回收巷采支护困难的情况,采用数值模拟和现场实践的方法,进行了孤岛煤柱巷采合理煤柱尺寸留设和超大断面巷道锚杆支护技术研究;结果表明,当煤柱尺寸留设为7m及以上时,煤柱应力、位移、塑性区处于稳定阶段;经历多次采动影响煤柱节理裂隙发育,采用高预紧力强力锚杆支护可阻止有害裂隙的发展,保持锚固体的完整性和自承载能力。现场试验表明,巷道变形较小,锚杆支护控制住了围岩变形,满足了安全生产要求。

大采高工作面合理煤柱尺寸留设研究

针对寺河矿采掘衔接紧张、采区煤柱损失大的问题,通过数值模拟、煤柱受力分析及煤柱强度测试,开展了大采高工作面合理煤柱尺寸留设研究,结果表明：煤柱宽为35 m时,巷道围岩变形量小,受压小,为较合理的煤柱尺寸;对煤柱强度进行测试可得,W13012巷和W13013巷之间煤柱煤体强度值大部分集中在10-20 MPa,煤体强度平均为16.05 MPa,煤体中等硬度,煤柱浅部强度值普遍小于深部强度值;对煤柱受力进行分析,在受超前压力影响期间,距巷道表面较近的煤体逐渐被压裂破坏,而经过煤柱的峰值点后,煤柱在受超前压力期间和滞后压力期间受力基本恒定,煤柱应力只有一个峰值且峰值位置右侧1 m范围内应力均达到自身极大值,说明在此支护强度下此煤柱宽度的4倍宽度是极限的煤柱宽度。

迎采动掘进巷道留设合理煤柱宽度研究

针对钱营孜煤矿W3_225工作面风巷迎采动掘进留设合理煤柱宽度的问题,通过理论计算、FLAC^(3D)软件模拟以及现场实测等研究方法进行研究。结果表明:煤矿钱营孜W3_225工作面风巷留设20 m煤柱,能够保证巷道的稳定性;同时可以提高采出率,降低资源浪费,增加企业效益。

综放沿空掘巷合理煤柱宽度数值模拟研究

沿空掘巷合理护巷煤柱宽度的确定对上覆岩层以及巷道稳定性起着至关重要的作用,为确定麻家梁煤矿14211工作面合理的煤柱宽度,利用FLAC3D数值模拟软件,模拟了6 m、8 m、10 m、12 m、14 m、16 m不同煤柱宽度情况下沿空巷道侧向支承压力、垂直应力、水平应力、垂直位移、水平位移的分布特征,确定了沿空巷道适合布置在距离采空区边缘6 m范围以外,合理的煤柱宽度为10 m.

伊田煤矿深部巷道合理煤柱尺寸优选分析

针对伊田煤矿深部矿井沿空巷道变形严重的问题,结合307工作面工况条件,采用数值模拟软件分别对煤柱在4 m、5 m、6 m、7 m、8 m、9 m、10 m、11 m、12 m、13 m、14 m、15 m不同宽度情况下进行数值模拟分析,从模拟的结果得知,煤柱宽度不同,巷道围岩的塑性区分布范围和影响深度有着较大的差异,巷道围岩周围应力大小及分布也随着变化,相对应的巷道围岩的变形量也有着较大的差别,从以上各方面的对比分析中得出,煤柱宽度为4~6 m时既能够保证煤柱受力的合理性,又能保持煤柱的稳定性。

深部煤层合理煤柱留设尺寸理论研究

针对常村矿2105工作面留设煤柱尺寸过大,煤柱内部应力集中严重的问题,基于该矿地质条件进行合理煤柱留设尺寸研究,基于弹塑性力学理论和极限平衡区理论,首先确定煤柱上下两侧极限平衡区合理尺寸为4. 29 m和4. 35 m,然后确定煤柱上下两侧弹性区合理尺寸为2. 46 m和2.67 m,最终确定煤柱合理宽度为13. 87 m.基于理论煤柱尺寸范围,进行煤柱方案数值模拟,确定合理煤柱宽度为14 m,研究结果为矿井实际生产提供了理论指导,效果显著。

对采对掘区段留设合理煤柱方案的研究

俄霍布拉克煤矿为保证矿井接替,实行对采对掘。由于留设煤柱宽度不合理,在下接续工作面材料道掘进过程中,受到上工作面回采、采空区及本巷道掘进的动压叠加影响;下接续材料道出现严重变形,压力显现强烈,出现严重底鼓现象,轨道出现倾斜、悬空现象;两帮移近量较大,帮部局部区域破碎严重,经常出现折帮等问题,不仅增加职工劳动强度,而且给轨道运输造成严重的安全隐患,严重制约了矿井安全生产。因此,结合矿井实际工程地质条件,经过收集资料分析和室内模拟及现场实施验证等,基本确定合理的煤柱宽度,改善巷道围岩应力环境,解决了因煤柱宽度留设不合理而导致的巷道变形、底鼓、片帮等问题,从而降低了巷道的修护量和职工劳动强度,避免了轨道运输和锚杆蹦断伤人等安全事故,为矿井的安全生产提供保障,提高了矿井单进水平。

基于FLAC-3D沿空掘巷合理煤柱宽度的数值模拟研究

应用FLAC-3D系统的数值模拟系统，研究了工作面回采后侧向支撑压力分布规律、窄煤柱应力分布规律、变形规律，确定合理的沿空掘巷窄煤柱宽度。

综放面合理煤柱宽度及巷道围岩控制技术探讨

优化支护参数、支护阻力和加大采空侧针对煤柱侧向约束力,在一定范围内提高巷道围岩与煤柱的整体承载受力能力,可以有效保证巷道的整体稳定性,为综放面合理煤柱宽度的确定提供了科学可靠的依据。

15201综放面进风副巷合理煤柱宽度数值模拟研究

为了分析新大地煤业有限公司15201工作面进风副巷的采动变形规律,对不同区段煤柱宽度下的进风副巷道变形规律进行了数值模拟.结果表明：随着煤柱宽度的增加,进风副巷断面闭合率逐渐减小,煤柱宽度由15 m增大至25 m时,巷道断面闭合率由62.36％减小到20.4％;煤柱宽度大于25 m时,巷道的断面变形量随煤柱宽度的增加变化不明显;确定了合理的进风副巷煤柱宽度为26～30 m.

大采高工作面回风侧巷道群合理煤柱宽度研究

以寺河矿W2302工作面回风侧巷道群合理煤柱宽度为研究对象,通过理论研究建立应力叠加分布计算模型,并得出相应的计算式,得出合理煤柱宽度大于44.4 m,经现场实测分析验证,W2302工作面回风侧留设45 m煤柱宽度是可行的。

孤岛工作面回采合理煤柱宽度研究

针对孤岛工作面开采时两侧煤柱应力集中问题,以山东能源协庄煤矿401工作面为研究对象,通过数值模拟和现场实测研究了孤岛工作面回采时煤柱采动应力和塑性区分布特征。模拟结果表明:当煤柱宽度由10 m增加至40 m时,相邻工作面两侧高应力区范围以及对大巷应力分布的影响逐渐减小,最大水平应力分别降低了13%、10.5%和6.2%;煤柱宽度为10 m和20 m时,煤柱出现塑性破坏失去承载能力;煤柱宽度为30 m和40 m时,煤柱两侧出现塑性破坏,中心未出现塑性破坏,仍具有承载能力;基于模拟结果,确定合理煤柱宽度为30 m,现场监测结果表明,该煤柱宽度可以实现孤岛工作面的安全回采。

高突矿井综采工作面合理区段煤柱留设

针对高突矿井采煤工作面矿压显现导致煤柱产生裂隙裂缝,相邻工作面采空区瓦斯扩散影响工作面安全回采的难题,在双柳煤矿33(4)23和33(4)25工作面通过理论计算、数值模拟、现场测定,研究煤柱宽度留设的极限值、应力分布规律以及现场瓦斯浓度。试验结果证明:最佳煤柱留设距离为30~40 m;巷道侧最大应力位置为距巷道2.5 m处,煤柱附近应力随距巷道距离增大先快速下降,接着逐步升高,在靠近采空区区域发生应力增大,接着应力逐步下降。通过在33(4)25工作面施工围岩钻孔开展应力测定以及检测工作面瓦斯浓度,发现工作面之间留设30 m的煤柱,不但可以满足巷道支护强度的要求,还可以阻碍瓦斯扩散。

多层坚硬顶板特厚煤层综放工作面小煤柱护巷技术

为研究小煤柱护巷巷道的稳定性及其阻隔同层位邻近采空区灾害的特征,以大同矿区石炭系坚硬顶板特厚煤层开采为工程背景,采用理论分析、实验研究、数值模拟等研究方法,从小煤柱护巷巷道的稳定性和其是否具有阻隔同层位邻近采空区有害气体能力2个角度,综合分析小煤柱的合理尺寸及其在不同采动阶段渗透率的演化特征。针对同忻煤矿石炭系煤层8210工作面沿空掘巷小煤柱开采具体的开采条件,建立了双关键层采场内外应力场叠加的力学模型,推导出双关键层条件下沿空掘巷小煤柱合理尺寸的计算关系式,理论确定8210工作面小煤柱合理尺寸为6.0 m;应用DJG–Ⅱ型煤岩渗流测试装备,研究不同采动阶段小煤柱渗透率演化特征,试验确定在第3采动阶段小煤柱渗透率较初始渗透率增大了23倍,该阶段小煤柱基本失去了阻隔邻近采空区有害气体的能力。根据理论研究结果,现场选取6 m小煤柱进行工业性试验;根据试验研究结果,开采试验过程中对小煤柱进行了改性降透措施,在小煤柱表面及顶板距煤柱帮1500 mm范围内喷射厚层混凝土(100 mm)。实践表明:工作面回采过程中小煤柱护巷的回采巷道发生了一定的变形量,但是巷道变形在安全可控范围之内,巷道稳定,可实现安全回采;开采过程中8210工作面上隅角CH4气体浓度远低于邻近8305工作面采空区CH4气体浓度,表明小煤柱经过改性降透后具备了阻隔同层位邻近采空区有害气体的能力;开采实践也进一步验证了理论和试验研究成果的合理性和科学性。研究成果可以为类似条件下小煤柱护巷技术的推广应用提供参考。

15203工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度研究及应用

以宏远煤矿15203工作面沿空掘巷为工程背景,通过理论分析与FLAC3D数值模拟分析相结合的方法,研究了掘巷期间不同宽度窄煤柱下内部应力、变形分布规律,确定了窄煤柱合理宽度。研究结果显示:经过理论计算得出承压煤柱合理留设宽度不小于5.0m;通过数值模拟,分析出煤柱合理宽度应为5~6m;综合考虑窄煤柱以及巷道稳定性的情况,最终确定留设6m窄煤柱;在工程实践中,沿空掘巷留设6m窄煤柱,结合窄煤柱巷道支护,整体效果较好,可以有效抑制巷道围岩变形,提高煤炭采出率,证明煤柱留设合理宽度的设计可满足煤矿高效安全生产需求。

马堡煤业高应力环境小煤柱合理留设宽度研究

煤柱宽度合理留设是实现小煤柱开采技术的关键,文章以马堡煤业15202工作面为研究对象,通过钻孔窥视、煤岩物理力学测试、理论分析、数值模拟等手段,对煤柱的合理留设宽度进行了研究,结果表明:当煤柱宽度为6 m时,垂直应力峰值水平较低,上帮影响程度较低,底板最大水平应力影响范围较小,最终确定合理煤柱宽度为6 m.

沿空掘巷窄煤柱合理宽度确定

针对202综放面地质条件,运用理论计算和数值模拟分析的方法初步确定窄煤柱合理宽度为5 m,通过现场矿压实测分析表明,煤柱宽度为5m是合理的,为天池煤矿综放沿空掘巷窄煤柱宽度合理留设提供了可靠依据,并为类似条件下窄煤柱合理宽度留设提供了借鉴。

深井沿空掘巷煤柱合理宽度优化

曲江矿属深部高应力矿井,沿空掘巷留设7m煤柱,应力集中程度高,采空侧煤体破坏严重,呈现"液态"流动.结合极限平衡理论及FLAC2D对9,7,5,3m煤柱的应力和塑性区分布进行了分析,优选煤柱合理宽度.结果表明,煤柱宽度为5m时,巷道变形较小,应力集中程度降低,配合优化后的支护方案应用于现场,发现两帮和顶底板变形均小于350mm,能满足安全生产要求,为类似条件巷道煤柱留设提供一定的理论借鉴和实践参考.