综采工作面浸水煤柱稳定性研究

为了探究含水率对煤柱稳定性的影响,以晋能集团长治公司三元下霍煤矿综采工作面浸水煤柱为研究对象,采用室内试验与现场实测相结合的方法,研究了不同含水率煤岩力学特征变化规律和浸水煤柱变形特征。研究结果表明,随着含水率的增大,煤样单轴抗压强度呈降低趋势,但当含水率超过6.66%时,煤样单轴抗压强度随含水率增大而不会发生较大变化。在超前支撑压力作用下,随着与工作面距离的增大,不同含水率区域煤柱帮鼓量呈先急剧降低后逐渐稳定的趋势,且煤柱帮鼓量随含水率的增大总体呈增大趋势。

浸水含瓦斯抽采钻孔煤柱稳定性研究及控制

窄煤柱护巷可有效提高煤炭资源采出率,改善采掘接替关系,但施工维护难度大,尤其是在采空区积水且矿井瓦斯含量较高的条件下,煤柱稳定性控制显得更为重要。基于石泉煤矿30108工作面沿空巷道掘进及支护的工程背景,结合钻孔可视化探测技术提出了一种基于MATLAB图像处理的钻孔裂隙定量表征方法。综合浸水煤柱力学模型和数值模拟,确定了合理煤柱宽度,提出了采空区疏水及“锚索网梁+窄煤柱侧索梁补强+窄煤柱侧注浆加固”的巷道高强非对称支护方案,并进行了工业性实践。研究结果表明:钻孔截面中裂隙面积占比随钻孔深度增加呈负对数减小趋势,煤柱宽度为10.00 m时正常区段及含瓦斯抽采钻孔区段的煤柱内部均存在较大范围的弹性区,具备较强的承载能力;相应支护方案控制效果较好,具有显著的经济效益。

富水冲击地压煤层区段煤柱等效宽度研究

受采空区积水浸泡影响,工作面区段煤柱承载能力降低,不利于灾害防治。为研究富水煤层区段煤柱的等效宽度,以某矿4^(-2)302工作面为例,采用理论计算、数值模拟及工程实践等方法,分析了浸水与自然含水条件下区段煤柱的应力分布特征及其演化规律。理论计算结果表明:相较于浸水条件,自然含水煤柱宽度减少了5.66 m,塑性区宽度减少了2.69 m,弹性核区宽度减少了3.53 m。通过数值模拟对比分析36 m浸水和26、28、30、32 m未浸水煤柱应力峰值和范围,发现30 m未浸水煤柱和36 m浸水煤柱应力分布曲线类似。