特厚煤层工作面煤柱应力监测及合理煤柱尺寸研究

采用现场实测结合理论分析的方法进行柳巷煤矿特厚煤层工作面煤柱应力监测及煤柱尺寸优化研究。根据空心包体应变计及钻孔应力计的监测数据,可以得出工作面回采过程中能够保持煤柱承载能力的煤柱宽度。根据极限平衡理论进行了煤柱尺寸理论计算,得出合理的煤柱宽度理论值。理论计算结合现场煤柱应力实测结果,最终确定柳巷煤矿厚煤层工作面合理的煤柱尺寸。

综放开采沿空掘巷小煤柱宽度留设及支护技术研究

为合理确定区段小煤柱宽度及沿空巷道支护方式,以阳泉五矿8407综放工作面为例,基于采空侧基本顶断裂力学模型及围岩极限平衡理论,理论计算了合理煤柱宽度的上下限值,采用钻孔应力监测方法,对回采过程中煤柱内部应力分布进行了实测,进而确定沿空巷道支护参数。研究结果表明:沿空掘巷小煤柱宽度合理范围为9.03~11.80 m,取10 m为宜,煤柱侧0~3 m范围煤体发生塑形破坏、3~6 m范围为弹性核区、6~10 m范围靠近8409采空区承载能力弱,因而在8407回风巷掘巷期间采用锚杆+长短锚索一次支护,回采期间对煤柱帮进行3 m钻孔注浆加固二次支护,现场实测数据显示,8407回风巷沿空掘进期间围岩变形量较小,回采期间顶板、注浆加固煤柱帮、实体煤帮最大变形量分别为0.20、0.05、1.00 m,围岩变形处于可控范围,实现了综放工作面安全高效回采。

崖坪煤矿一次采全高综采工作面沿空巷道合理煤柱尺寸研究

崖坪煤矿首次在22109工作面成功试用一次采全高综采工艺,减小了以往综放采煤工艺在放煤过程中的煤炭资源损失。但沿空巷道留设30 m的护巷煤柱又带来大量的煤炭损失。采用数值试验研究与现场在线监测相结合的方法,分析22109工作面回采期间采空区边缘沿倾向煤岩体力学状态及煤柱应力动态演化规律,研究沿空巷道掘、采全过程围岩变形破坏机理、煤柱应力分布。最终通过极限平衡理论分析与数值试验研究相结合的方法,确定22111工作面回风巷合理护巷煤柱尺寸为15 m。开展一次采全高综采工作面沿空巷道合理煤柱尺寸研究,实现留设小煤柱沿空掘巷,对于缓解煤矿采掘接续紧张,提高煤炭资源回收率,为同类条件巷道合理煤柱留设及掘、采全过程围岩稳定性控制具有重要的理论与现场应用价值。

深部大采高综采工作面区段煤柱宽度优化研究

为解决深部大采高综采工作面大尺寸区段煤柱护巷效果与煤炭资源回收率之间的矛盾,以红庆河3-1煤大采高工作面为研究背景,通过极限平衡理论计算深部采场煤柱塑性区、弹性区宽度,采用应力监测手段分析煤柱内应力分布特征,结合不同宽度煤柱数值模拟结果,得出结论:3-1401工作面回采侧与掘进侧塑性区宽度分别为6. 28m、5. 83m,并采用数值模拟计算对该结果进行了验证;应力监测结果表明,40m煤柱呈现双峰状应力分布特征,应力集中程度明显,回采侧应力峰值位于距煤壁6m位置,应力集中系数达2. 18,掘进侧应力峰值位于距煤壁5m位置,应力集中系数为1. 98;综合以上分析结论,确定该条件下区段煤柱合理宽度为25m。

旺格维利采煤法合理煤柱尺寸研究

神东煤炭分公司部分矿井在采用旺格维利采煤法回采过程中,为取得煤柱与顶板的作用关系,获取合理的煤柱留设尺寸,进行了大量理论和现场工作。文章针对大柳塔煤矿旺采工作面的具体情况,在结合理论计算基础上,对合理煤柱尺寸进行了数值模拟研究和现场监测,从而得出了合理的煤柱尺寸。