急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度研究

为了研究急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理的区段煤柱高度,文章以潞安潞宁大汉沟煤矿5号煤层为背景,通过理论分析和数值模拟相结合的方法,确定急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度,为急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度的确定提供理论依据。对同类运用巷道放顶煤开采的急倾斜煤层矿井的生产具有很大借鉴作用。

急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度的研究

针对急倾斜煤层巷道放顶煤采煤时区段煤柱高度的留设困难问题,建立了顶煤垮落后的采场力学模型,采用理论分析和数值模拟相结合,分析了顶板压力分布规律提出了顶板挠曲线方程.研究表明：保护煤柱的作用主要是缓冲采空区大块煤矸的冲击,高度应在1～2 m左右;数值模拟结果显示煤柱高度为2.0 m时,下区段上巷位于工作面采动应力降低区,在此位置布置巷道时,巷道围岩应力较小,利于巷道的支护和维护.

煤柱高度对急倾斜煤层开采的影响分析

急倾斜煤层的地质条件较为复杂,存在一定的开采难度,且开采形式多种多样,而开采煤柱的高度对于巷道的安全及围岩的应力影响较大。针对开采煤柱的影响作用,对巷道放顶煤开采的煤柱高度进行理论分析,并建立数值模拟模型进行仿真研究,确定了最优的开采煤柱高度,为急倾斜煤层的高效开采提供参考。

多煤层开采防水煤柱高度的确定

一马煤矿北翼充填采区防水煤柱是针对极富含水性的第四系含水层留设的,为了确定一马煤矿单煤层和多煤层开采复杂开采条件下的防水煤柱高度,首先计算似膏体充填的等效采高,然后依据《三下采煤规程》和《矿井水文地质规程》依次确定了单一煤层开采和多煤层开采的防水煤柱高度。

矿井防水煤柱优化设计研究

根据《煤矿防治水规定》附录三和《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》附录六对防水煤柱的要求,结合在煤层露头附近补打的钻孔和基岩界面等值线图,通过防水煤柱经验计算公式,更加合理的确定出矿井煤层的导水裂隙带高度和防水煤柱高度,最终确保安全生产。

急倾斜煤层开采覆岩变形分析及其应用

分析了碎屑结构煤系地层岩体变形破坏的岩体力学特征及断裂带导水机理,认为岩体体积扩容是工作面顶板破坏内导水性增强、形成导水断裂带的根本原因.应用FLAC3D模拟分析了连续介质、大变形条件下急倾斜特厚煤层开采引起的覆岩体积应变分区特征,分为连续介质条件下的内部塑性破坏-压缩区、扩容区及外部弹性压缩区.依据垮落带形成过程中的体积变化特征,将连续介质条件下获得的内部塑性破坏-压缩区划为垮落带;扩容区划为断裂带;以分隔扩容区与外部弹性压缩区的体积应变0等值线最大高度确定防水煤柱高度.此方法应用于开滦赵各庄2137急倾斜特厚煤层开采工作面,确定上部防水煤柱高度为63.8 m.

红菱煤矿6号煤层开采可行性分析

红菱煤矿6号煤层上方有一个含水层,可能对安全生产造成威胁,分析6号煤层开采的可行性,采用理论计算和UDEC数值模拟的方法进行研究。理论分析裂隙带的最大高度是39.66 m,数值模拟的裂隙带高度是32 m,选择39.66m为裂隙带可能最大高度。在39.66 m的基础上确定了6号层开采的防水煤柱高度为53 m。6号层与含水层之间的最小距离是68 m,而且二者之间还有完整的泥岩层,最后得出6号层开采是安全可行的。