近距离煤层群相向采掘下伏煤层巷道变形破坏特征

针对龙华煤矿在近距离煤层下行开采过程中,10205工作面回采巷道与其下方的20203工作面回采巷道存在的相互扰动问题。利用理论分析、FLAC^(3D)数值模拟等方法研究了10205工作面采场20203回采巷道支护参数、应力分布特征、分布规律以及底板破坏深度等,探究了1^(-2)煤层的10205工作面在回采过程中对2^(-2)煤层的20203工作面回采巷道施工稳定性的影响。结果表明:下煤层20203回采巷道掘进初期,巷道仅受自身掘进的应力扰动影响,巷道围岩应力整体呈现稳定变化。当上煤层工作面长度为325 m时,上煤层工作面底板最大破坏深度为20 m。下煤层回采巷道围岩应力相较于掘进期变化不大,回采巷道在上煤层开采过程中保持稳定。同时,10205工作面主应力均呈扩散状向底板传递,最大主应力扩散区在应力增高区,而最小主应力扩散区在应力降低区,二者分布规律相似均在应力增高区出现应力集中。根据滑移线理论模型计算上煤层底板最大破坏深度理论值为18.6 m,与数值模拟结果接近。研究结果有利于保障近距离煤层下行开采的掘进安全以及回采巷道支护稳定性。

近距离煤层相向采掘合理时空关系研究

为确定近距离煤层相向采掘的合理时空关系,以1503工作面和11002运输顺槽为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法,分析相向采掘过程中工作面的超前支承压力分布规律与背向采掘过程中底板采空区的应力演化规律。理论计算结果表明,1503工作面与11002运输顺槽相向采掘时二者超前支承压力影响范围之和为131.01 m, 1503工作面滞后影响距离为59.55 m。数值模拟结果显示,相向采掘过程中1503工作面与11002运输顺槽的最小超前支承压力影响距离为140 m,背向采掘过程中1503工作面的最小滞后影响距离为60 m。理论计算与数值模拟结果基本吻合,根据研究结果提出1503工作面与11002运输顺槽的合理时空关系设计方案,该方案可用于指导工作面安全生产。

综放采掘相向沿空掘巷平衡支护设计法研究与应用

为解决采掘相向沿空掘巷受上工作面回采动压及采空区影响围岩变形不均一的问题,根据付村煤矿3上411运输顺槽采掘相向的特殊条件,提出平衡支护设计法;运用理论分析和数值模拟确定巷道围岩受力的非对称性,通过经验公式计算确定合理的巷道支护参数,根据现场观测结果对该平衡支护系统的合理性进行评价。结果表明:通过平衡支护设计法确定的巷道平衡支护系统能够有效地平衡超前支撑压力和侧向支撑压力的影响,使巷道围岩达到整体的平衡稳定;支护后,巷道顶底板移近量和两帮移近量均控制在合理范围内。平衡支护设计法能够对采掘相向情况下围岩结构及应力非对称的巷道进行合理的支护控制。

采掘相向沿空掘巷平衡支护技术研究与应用

针对采掘相向条件下沿空掘巷受上工作面采动影响的问题,提出了沿空掘巷平衡支护技术。运用理论力学和数值模拟方法分析巷道围岩的受力与变形,并将3种设计支护方案进行对比分析。结果表明:超前支撑压力和侧向支撑压力在巷道沿空侧应力集中明显;在顶板支护强度相同的条件下,适当减小帮部锚杆间距能够减小两帮移近量;适当增大沿空帮的支护强度,能够促进巷道整体的平衡。针对该支护系统,在实际推广应用中应进一步加大帮部支护强度。