大倾角工作面巷道断面形式优化数值模拟

针对大倾角工作面梯形巷道顶板破碎、较高侧煤帮变形破坏严重的现象,以陈蛮庄煤矿3402工作面轨道巷为工程背景,结合现场实际和UDEC2D数值模拟,对比分析了巷道矩形开挖和梯形开挖时围岩破坏特征,并根据矩形巷道顶板三角煤的破坏特征提出了五边形巷道断面形式。对3种断面形式下巷道横截面积、断面支护长度以及围岩稳定性进行了对比研究。研究表明:对于大倾角工作面,五边形巷道断面形式相比于矩形巷道有效提升了回采工程的活动空间,合理摒弃了位于顶板的不易支护的部分三角煤;相比于梯形巷道合理降低了巷道支护成本,提升了直接顶板的稳定性。因此,五边形工作面巷道更有利于大倾角工作面的安全高效生产。

回采巷道断面形状对巷道围岩稳定的研究与应用

针对内蒙古某煤矿10#煤层高应力和软围岩的地质条件,运用FLAC3D数值模拟软件对回采巷道梯形和拱形2种不同形式的断面进行数值模拟研究,结果证明:梯形巷道的变形原因主要是顶板的下沉,而拱形巷道的变形原因主要在于两帮移近和底鼓现象;拱形断面巷道的抗变形能力要远优于梯形断面巷道;结合该矿高应力软围岩的特殊地质条件,将原来的梯形巷道断面优化为拱形巷道断面,并在现场进行了实际应用,取得了较好的效果。

FLAC^(3D)在煤巷断面设计方案比选中的应用

针对老石旦煤矿实际煤层赋存和地质条件,运用FLAC^(3D)数值模拟软件对巷道矩形断面、梯形断面、切圆拱形断面和半圆拱形断面4种不同形式的断面进行数值模拟计算,结果证明:矩形巷道变形最大,梯形巷道次之,切圆拱形巷道与半圆拱形巷道变形较小;矩形巷道和梯形巷道的主要变形是顶板下沉,而切圆拱形巷道与半圆拱形巷道的主要变形是两帮移近和底鼓;切圆拱形巷道与半圆拱形巷道的抗变形能力要远优于矩形巷道和梯形巷道;考虑到半圆拱形巷道的利用率不高,为了节省成本,巷道断面形式选择切圆拱形为最佳方案。

松软围岩底抽巷变形破坏影响因素模拟研究

大众矿21上01工作面底板抽放巷埋深600 m,存在巷道变形量大、锚索锚网断裂严重等问题。针对上述问题,通过数值模拟方法分析了不同巷道断面形状的稳定性,对大众矿底板抽放巷进行合理断面设计,确定合适的巷道断面形状。通过对该地质条件下的不同巷道断面的应力分布、围岩塑性区分布进行分析,初步确定巷道形式为直墙半圆拱形。通过分析直墙半圆拱形巷道在不同地应力和巷道性质下巷道塑性区分布、巷道垂直应力、巷道围岩位移,确定地应力和巷道性质对巷道稳定性的影响,为煤矿井下施工提供依据。