特厚煤层综放开采沿空掘巷合理煤柱宽度研究

针对坚硬特厚煤层综放开采沿空掘巷煤柱宽度的最佳选择及其围岩应力分布的问题,本文采用理论分析与数值模拟的研究方法。研究了工作面侧向及超前支承压力的分布规律,确立沿空巷道的科学布局。研究结果表明:在采空区处于不稳定状态时,煤层端部悬臂梁结构控制着侧方支承压力;而采空区处于稳定时,侧向支承压力会降低,但影响范围会随之扩大。通过应用FLAC^(3D)数值模拟软件,并通过比较煤柱垂直应力的变化特征,最终确定了11 m煤柱为最优留设宽度。在矿井特殊构造地段,采用注浆加固技术,不仅改变了岩体的原有破坏机制,而且显著提升了煤岩的整体强度。

厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度及巷道支护研究

为解决常村煤矿轨道顺槽护巷煤柱宽度不合理、支护效果差的问题,通过数值模拟、矿压监测、理论分析等手段,研究最优煤柱留设宽度及支护方案,并进行工业性应用试验。结果表明:宽度大于30 m煤柱内存在稳定的弹性区,合理煤柱宽度为30 m,矿压监测结果表明,优化后的煤柱尺寸和支护方案可保证2106轨道顺槽围岩稳定,满足了工作面安全回采的需要。

金达矿综放工作面区段窄煤柱宽度留设分析

为确定区段煤柱合理留设宽度,以金达矿10402综放面回风巷采空区侧的煤柱为研究背景,采用理论分析、数值模拟、工程实践等方法对窄煤柱合理留设宽度进行了探讨;通过理论计算确定区段煤柱尺寸不低于7.41m,结合数值模拟分析,最终确定区段煤柱合理宽度为10m;工程实践表明,区段煤柱留设10m时,该沿空巷道变形量较小,围岩保持了整体稳定,可以满足实际生产的要求。

碳酸盐岩溶洞横向尺度变化的地震响应正演模拟

为了模拟碳酸盐岩储层中不同横向尺度溶洞的地震响应特征,设计了具有不同横向尺度但高度和充填物相同的溶洞地质模型,分别采用数值模拟技术和物理模拟技术进行了正演模拟,分析研究了由溶洞宽度变化引起的地震响应变化的特征。研究结果表明,溶洞宽度的变化会引起溶洞反射特征"串珠"中"珠"的数目发生改变,溶洞顶、底位置与溶洞绕射波的相位有对应关系,在偏移剖面中"串珠"尺度与实际溶洞尺度之间存在较大差异。对比同一模型的数值模拟和物理模拟正演结果发现,所得的不同横向尺度溶洞的地震响应特征总的趋势是一致的,但在细节上有所差异,这表明两种正演方法具有互补性,为研究溶洞的"串珠状"地震波反射特征提供了更好的手段。

正演模拟技术在碳酸盐岩溶洞响应特征研究中的应用

在塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩储层识别中,"串珠状"反射是十分重要的地震响应特征之一。文中利用波动方程正演模拟技术,设计了不同的溶洞模型,分析了溶洞宽度和高度变化时对"串珠状"响应特征的影响。结果表明:溶洞宽度增加时,"串珠"响应振幅增强,但响应时间长度不变;溶洞高度增加时,"串珠"振幅呈先增大后减小的趋势,且响应时间长度变长。模型正演为进一步研究溶洞的响应机理、溶洞形状与"串珠"特征的关系提供了手段,从而为碳酸盐岩储层的半定量或定量预测提供了依据。

基于强度折减法的地坑窑居广义可靠指标研究

为分析地坑窑居在役百年甚至数百年的深层次原因,对其广义可靠指标进行了研究。以确定性的有限元分析为基础,采用强度折减法建立了窑腿宽度、窑室跨度与富裕安全系数间的映射关系,用不含交叉项的二次多项式响应面函数代表地坑窑居的功能函数,进而求得广义可靠指标与验算点,并对河南陕县地坑窑居的广义可靠指标进行了研究。结果表明:该地区地坑窑居的可靠性较高;考虑窑腿宽度和窑室跨度2个随机变量间的相关性,得到的广义可靠指标稍高;相对于窑室跨度,窑腿宽度对广义可靠指标的影响占绝对主要地位;所建立的地坑窑居的广义可靠指标的研究方法,可用于任意地区地坑窑居的可靠度评价,并可推广至多随机变量的情况,还可用于指导地坑窑居的营造、修缮。

厚煤层综放面区段煤柱中布有巷道的煤柱宽度优化研究

以陕西彬长矿区大佛寺矿608工作面为依托,对工作面区段煤柱中存在巷道的煤柱计算方法进行研究。应用数值模拟软件建立相应的计算模型,分析了煤柱宽度不同时对煤柱中塑性区的影响以及煤柱中间开挖巷道与不开挖巷道时煤柱中塑性区的变化情况,结合理论计算结果进行分析,建议煤柱宽度由60m优化到52m,灌浆巷距离两条工作面巷道净距均为23.7m。

综放工作面区段煤柱合理尺寸的理论计算与数值模拟研究

为了减少特厚煤层综放开采工作面煤柱过大造成的煤炭损失,首先采用理论对区段煤柱宽度的合理取值范围进行理论计算,然后通过FLAC3D数值模拟,分析煤柱侧向支承应力、塑性区的分布,更直观的反映出在不同煤柱宽度情况下,马鞍形应力曲线和弹性核区域的发展过程,从而验证了理论计算所得出的区段煤柱的合理尺寸。

特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度的微地震监测

采用高精度微地震监测系统对塔山煤矿采高15 m以上特厚煤层综放工作面岩层运动进行了监测,将监测结果与岩石力学计算和岩层运动分析相结合进行分析,得到了区段煤柱支承压力高峰区距离巷帮的距离.将微地震监测与数值计算的结果进行对比,二者基本一致,证明了微地震监测结果的正确性和可靠性.综合考虑多种因素,确定区段煤柱的合理宽度为20-25 m.

漳村煤矿综放开采合理煤柱宽度研究

针对漳村煤矿厚煤层综放工作面宽煤柱护巷巷道变形量大,煤柱破坏较为严重的情况,研究适合其工作面的合理煤柱宽度.首先,运用弹塑性理论分析法确定煤柱中部弹性区宽度至少大于3.30m,同时在中央没有应力平稳带即弹性核的情况下,运用极限平衡区法确定护巷煤柱宽度为6.48m;其次,应用三维数值模拟软件对不同煤柱宽度情况下,综放开采工作面巷道的变形以及煤柱的破坏情况进行对比分析;最后,综合考虑资源回收、安全系数和巷道支护等因素,确定其合理煤柱宽度为10m,该研究对实际生产方案的设计具有参考意义.

生土窑居参数灵敏度分析的新方法

生土窑居广泛分布于64万平方公里的黄土高原,黄土土质千差万别,窑居构造尺寸无一雷同,均体现出随机性,适合从可靠度方面分析黄土材料、窑居尺寸对生土窑居可靠性的影响,即对各参数的灵敏度进行分析.提出了标准差区间梯度法,把随机变量分为抗力项和荷载项,依次分析各随机变量在标准差区间上的结构响应,每个标准差区间上结构响应的梯度用于比较灵敏度的大小.对河南三门峡陕县的生土窑居参数的灵敏度进行了分析,表明该地区生土窑居的可靠性较高,内摩擦角和窑跨的灵敏度较小,粘聚力和窑腿宽度的灵敏度最大,是影响抗灾可靠性的关键因素.

无底柱分段崩落法进路宽度的优化确定

进路宽度是反映无底柱分段崩落法技术经济效益的重要技术指标,为确定无底柱分段崩落法最优进路宽度,以新疆某铁矿为工程背景,基于随机介质放矿理论、wilson弹塑性理论、FLAC3D数值模型,通过矿柱稳定性分析提出了进路极限宽度公式,并得到该矿的进路极限宽度为7m。结合技术经济分析,采用最高积分法对7种进路宽度进行优化。优化结果表明,最优进路宽度为6.6m,除了可获得良好的放矿效果外,还可使每一进路增加60万元收益。该进路宽度综合考虑了安全、技术、经济等因素,既保证了采场的安全性、掘支技术的可行性,又降低了矿石的贫损指标,提高了回采的经济效益,研究成果对矿山生产具有实际指导意义。

崩落法开采中进路宽度对放出体形态的影响研究

崩落采矿法开采在实际生产中矿石贫化损失较难控制,而贫损指标的优劣又取决于放出体的形态,因此研究放出体形态对控制贫化与损失具有重要的意义。放出体形态受到多个因素的影响,进路宽度是其中一个重要参数,因此主要是通过室内物理模拟方法,对采用不同的进路宽度出矿放出体形态的差异进行研究,进而为指导生产提供理论依据。

碳酸盐岩溶洞成像宽度的地震物理模型分析

对不同尺度和不同填充物的2个溶洞物理模型进行了正演模拟和叠前偏移成像,分析了溶洞的成像宽度。研究表明,溶洞偏移响应水平道振幅曲线不同幅值下的成像宽度对溶洞真实宽度都比较敏感,且不同幅值成像宽度之间仅相差一个线性量。分析半幅值成像宽度与溶洞真实宽度之间的关系发现溶洞半幅值成像宽度对溶洞的真实宽度具有放大效应,其放大倍数随溶洞真实宽度增大迅速衰减直至趋于1;溶洞半幅值成像宽度不受溶洞反射系数的影响。为溶洞真实宽度估算提供了可靠的实验依据。

综放工作面联络巷密闭墙合理参数确定

运用FLAC3D建立综放工作面联络巷密闭墙数值模型。研究不同构筑位置以及不同宽度密闭墙体情况下,密闭墙体垂直应力及其横向与纵向变形规律,确定合理的密闭墙构筑参数。结果表明,当联络巷长度为20 m,密闭墙合理的构筑位置为距离巷道交叉处5 m;合理的密闭墙体宽度为2 m。

采场覆岩应力及垮高的柱宽效应三维相似模拟研究

基于采场应力分布的动态性特点,以谢桥矿1151(3)综放工作面地质和开采条件为背景,采用实验室相似材料模拟方法,研究不同煤柱宽度条件下采场覆岩应力分布和垮落特征。研究表明,不同煤柱宽度上覆岩层应力分布及垮落高度有所不同。随煤柱宽度的增大,倾向方向工作面前方应力峰值区由原来的煤体上方逐渐向煤柱上方转移,且峰值逐渐增大,工作面后方煤柱承载上覆岩层主要荷载和压力,且随煤柱宽度增大应力峰值也增大。工作面上覆岩层垮落形成由高应力束组成的应力壳,应力壳对上覆岩体的荷载和压力起主要支撑和传递作用,随着煤柱宽度的增大,应力壳的高度逐渐减小,在煤柱及煤体内形成的壳基也逐渐发生变化和转移,壳基在煤柱内从无到有,壳基的应力集中程度也逐渐增强,煤柱内单位体积的岩块承载的荷载和压力也从小到大,再由大变小。

无底柱分段崩落法端部放矿口的影响机理研究

目前,大型凿岩设备和无轨出矿设备在无底柱崩落法中得到普遍应用,大型设备运行的采场进路断面也相应增大。本文分析了端部放出口散体流动速度分布,揭示了端部放矿条件下放出口沿进路方向的散体有效流动范围,进路宽度及出矿方式对放矿的影响。指出增大放出口散体的有效流动范围,有利于顶部矿岩平稳下降。实际放矿中,应尽量增大铲运机的铲入深度,出矿方式应保持全断面均匀出矿,可使矿岩散体层平整与均匀下降,是降低矿石贫化与损失的有力措施。

综放沿空巷道小煤柱合理宽度确定

采用现场实测、FLAC3D数值模拟及理论计算的综合研究方法,对综放采场沿空掘巷的合理布置进行了深入研究。通过对机巷下侧煤体沿倾向应力测试,获得煤体沿倾向应力变化规律;同时采用FLAC3D数值软件分析了不同煤柱宽度(3,5,7,10,15和20m)的应力场、位移场及破坏场特征,获得不同煤柱宽度时巷道力学特征;在现场实测及数值模拟成果基础上,通过计算,得出了区段煤柱的合理尺寸。工程实践表明,该方法确定的煤柱尺寸科学、可靠,为综放回采巷道的合理布置及护巷煤柱参数的合理确定提供了科学依据。

王庄煤矿综放工作面小煤柱宽度优化分析

根据潞安集团王庄煤矿地质条件,应用理论计算方法计算出了大采高综放工作面护巷小煤柱的合理宽度。采用三维数值模拟软件FLAC3D对大采高综放工作面开采过程进行模拟分析,模拟采用不同宽度小煤柱护巷时在煤柱留设时期和工作面回采时期煤柱受力及巷道变形情况,通过煤柱受力和巷道变形的对比,对小煤柱的宽度进行优化,确定了合理的小煤柱宽度。

煤柱宽度对综放回采巷道围岩力学特征影响分析

依据谢桥煤矿1151(3)综放工作面工程地质及开采技术条件,在对影响该条件回采巷道护巷煤柱宽度的因素分析基础上,应用计算机数值模拟(FLAC2D),模拟并分析了不同煤柱宽度煤柱及巷道围岩在回采期间的应力分布及变形情况,获得了不同煤柱宽度巷道围岩在回采期间的力学特征,为综放开采回采巷道煤柱宽度的合理留设、支护参数选择、巷道围岩稳定性控制及安全生产提供理论依据。