浅埋煤层沿空掘巷小煤柱留设宽度及支护技术研究

为研究浅埋煤层区段留设小煤柱宽度和沿空巷道支护技术,以微子镇矿15103工作面小煤柱沿空掘巷为研究对象,通过理论计算和数值模拟分析确定了小煤柱合理宽度为7 m,提出了掘进期间采用锚杆+锚索联合支护、回采期间采用超前支架加强支护的支护方案。该方案对15103工作面沿空巷道变形有较好的控制作用,取得了显著的效益。

综采工作面小煤柱宽度确定及支护设计

为了减少煤炭资源的浪费,增加巷道稳定性,针对岳城煤矿2302(上)工作面开展护巷煤柱留设的设计工作。结合理论计算法和数值模拟法,经过综合分析后,认定留设宽度为6 m的小煤柱最为适宜。对围岩应力变化规律进行分析,采用锚网索联合支护的方式,并通过现场监测对支护的有效性进行了验证。该方法可为类似工程提供经验借鉴。

小煤柱留设宽度理论研究——以山煤集团韩家洼煤矿22号煤层为例

研究过程以山煤集团韩家洼煤矿22号煤层为工程背景,介绍了小煤柱的基本特征及形成过程,运用岩土工程专业软件对其围岩屈服破坏特征、应力分布特征、煤柱位移分布特征进行数值模拟,同时分析了煤柱宽度对巷道稳定性的影响。数值模拟的结果显示,煤柱宽度不得低于5 m。最后基于围岩极限平衡原理推导出煤柱最小宽度为6 m。

龙王沟煤矿612辅运顺槽小煤柱尺寸优化设计

为了提供工作面煤柱回采率,有利于矿压控制以及资源回收,龙王沟煤矿通过技术研究,对612辅运顺槽围岩力学性质进行分析,并利用数值模拟的方法在不同工况条件下预留煤柱应力以及围岩变形进行分析。研究结果表明:612辅运顺槽煤体抗压强度平均值19.25 MPa,应力场类型为σ_(v)>σ_(H)>σ_(h)型应力场,确定612辅运顺槽预留小煤柱宽度为8.5 m,在该煤柱宽度下卸压前后巷道顶底板移近量在300 mm以下,两帮移近量在400 mm以下。

大采高工作面小煤柱合理宽度研究

为了确定厚煤层大采高工作面留小煤柱的合理宽度,采用数值计算和理论分析相结合的方法,对不同宽度煤柱进行了对比分析,得出了随煤柱宽度变化的煤柱应力和破坏演化规律,揭示了小煤柱的屈服让压特征,建立了小煤柱-顶板关键块结构模型,确定了小煤柱宽度的计算公式。

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。

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。

宜兴煤矿安全经济护巷煤柱宽度的研究确定

为节省资源,留最窄护巷煤柱,在借用FLAC3D模拟软件掌握不同护巷煤柱宽度下巷道围岩应力应变后,结合模拟的结果和实验室试验新材料GRT-201加固后的煤岩体强度指标,最终确定煤柱留设宽度为2m,较正常煤柱宽度留设减小了20多米。现场操作后巷道的变形率控制在5%以内,大大降低留设煤柱宽度的同时保证了工作面的正常接替和安全回采。

沿空掘巷合理窄煤柱宽度确定与围岩控制技术

进一步掌握沿空掘巷围岩控制技术.以枣泉煤矿12203工作面为研究对象,通过理论计算与数值模拟相结合的方法,确定窄煤柱的宽度为6 m,以沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性为理论基础,认为解决沿空巷道围岩稳定问题必须使得围岩小结构与其外部大结构保持相互协调,而保持小结构的稳定性是沿结果表明:空掘巷稳定的根本,根据围岩强度强化理论,采用高强度高预应力锚网索联合支护,并在窄煤柱侧进行注浆加固.经过现场工业性试验,该方法能够有效控制巷道的变形,实现该类巷道的稳定.

特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度综合确定方法

为解决特厚煤层综放开采大煤柱尺寸下煤炭资源损失量大、沿空掘巷小煤柱合理宽度确定方法单一、研究结果与工程实际存在较大差距的问题,本文以扎赉诺尔矿区灵东煤矿为工程背景,提出了基于JW-6型地下高频电磁波CT系统、钻孔应力监测系统、数值模拟等多手段下特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度的综合确定方法,并依据此方法分析了灵东煤矿特厚煤层综放开采侧向支承压力分布规律及演化规律、煤柱承载及变形特征,以此确定了灵东煤矿特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度为6.0~9.0 m。工程实践结果表明,该综合分析方法确定的特厚煤层综放开采小煤柱宽度合理,回采期间巷道围岩变形量绝大部分控制在300 mm以内,变形量小,满足工作面安全生产需要,提高了煤炭资源回收率。该研究成果对特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度的确定具有重要参考意义。

南阳坡煤矿8800综放工作面临空小煤柱尺寸研究

针对南阳坡煤矿8800综放工作面沿空掘进巷道临空小煤柱合理尺寸进行了深入、系统研究。基于关键层理论,构建临空煤柱顶板关键岩块铰接结构力学模型,数学推导煤柱承载应力,结合Bieniawski提出的煤柱强度线性计算方法,确定沿空掘巷临空小煤柱宽度为7m。采用相似实验模拟沿空掘巷临空7m小煤柱围岩的稳定性,并开展巷道表面位移现场观测试验,结果均较为理想,验证了8800综放工作面沿空掘巷留设7m临空小煤柱的可行性。为类似开采条件沿空掘巷临空小煤柱尺寸确定提供了参考和借鉴。

复用巷道小煤柱宽度及围岩应力研究

为了确保小煤柱留巷技术在王台铺煤矿的安全应用,研究了煤柱应力分布,计算了复用巷道小煤柱的合理宽度。结果表明,当宽度为8 m时,煤柱能够有效支撑顶板。利用数值模拟研究复用巷道围岩应力分布,分析煤柱破坏情况,判断煤柱宽度的合理性。根据现场监测数据研究煤柱应力与时间的关系。

大采高孤岛工作面沿空掘巷留设小煤柱合理宽度的研究

针对三元南耀小常煤业30222工作面小煤柱回采巷道围岩控制课题,经理论分析计算和数值模拟方法,确定30222孤岛工作面沿空小煤柱的合理宽度。初步确定小煤柱宽度为6.9 m以内;运用UDEC软件模拟不同宽度煤柱时回采巷道垂直应力分布,发现煤柱尺寸定为7 m时,对采场围岩的稳定性和巷道维护最为有利。

厚煤层辅运巷护巷煤柱合理宽度研究

针对黄陵矿业二号煤矿小煤柱留设宽度的问题,结合矿井留设宽煤柱存在的问题,以303工作面辅运巷为工程背景,采用理论计算得到煤柱尺寸为4~7 m是力学上的最优区域;运用数值模拟的手段对5~20 m内的区段煤柱一侧边缘应力和沿空侧巷道围岩进行模拟分析,建议煤柱宽度应在大于5 m、小于10 m的范围内。综合研究确定辅运巷煤柱宽度为7 m时即可保障巷道围岩稳定,也可提高煤炭效益。

综放工作面煤柱周围应力分布特征研究

对高瓦斯及断层赋存的综放工作面来说,合理宽度的留设煤柱不仅可以起到支撑上覆岩层压力的作用,还能隔绝采空区瓦斯,减少瓦斯扩散。但目前缺乏对不同煤柱合理留设宽度条件下围岩应力分布特征的研究,同时不同矿井影响煤柱宽度的因素各异,造成煤柱留设宽度的计算依据难以准确确定。针对上述问题,以屯宝煤矿综放工作面M9-10煤层为工程背景,采用理论计算方式得到煤柱留设宽度的最小值,采用数值模拟方式对M9-10煤层不同宽度的煤柱周围应力分布特征进行研究。研究结果表明:煤柱的合理留设宽度为30~40m;煤柱内的水平应力随着煤柱宽度加大趋向于采空区侧,说明加大煤柱宽度可以转移水平应力对巷道的影响,从而提高巷道稳定性;煤柱垂直应力具有双波峰特征,巷道侧和采空区侧垂直应力峰值与应力集中系数均随煤柱宽度的加大而降低;巷道侧应力峰值在距巷道2.5m处,之后随着距巷道距离的增加,垂直应力先急速减小,然后缓慢增加,在采空区侧出现应力峰值后缓慢减小。为验证40m煤柱宽度的合理性,在该综放工作面进行钻孔应力及瓦斯浓度现场监测,结果表明,40m煤柱留设宽度能够满足巷道支护强度和瓦斯扩散实际要求。

深井综放工作面小煤柱合理宽度留设及工程应用

为确定综放沿空掘巷小煤柱的合理留设宽度,以郭屯煤矿2303综放工作面为例,基于极限平衡理论,结合2303综放工作面工程与地质条件,计算得到了小煤柱的理论宽度为4.74~5.56 m;采用FLAC^(3D)模拟揭示了4.0、5.0、6.0、7.0 m煤柱下2303运输顺槽应力分布特征及变形规律,确定了深井综放工作面小煤柱留设宽度最优值约为5.0 m。工业性实践表明,留设5.0 m小煤柱有利于沿空掘巷的围岩稳定控制和节约支护成本。

保德煤矿8~#煤层护巷煤柱合理宽度的确定

针对保德煤矿8~#煤层水平应力大,采用宽度为35m的护巷煤柱仍难以保障巷道的稳定性,同时使煤炭的采出率和经济效益降低的问题,在8~#煤层顶板结构及地质条件基础上,采用理论研究、数值模拟、现场测试相结合的方法,得出8~#煤层护巷煤柱采用留小煤柱的方法,即采用宽度为12m的护巷煤柱。通过松动圈测试试验结果分析表明:留设12m护巷煤柱宽度效果较好。该方法确定的煤柱宽度科学、可靠,为保德煤矿护巷煤柱合理宽度的确定提供了科学依据,保证了8~#煤层的安全高效开采,经济效益显著提高。

孤岛工作面沿空掘巷煤柱合理宽度研究

针对新桥煤矿2204孤岛工作面的地质条件、岩体力学性质以及二2煤层的赋存特点,采用FLAC数值模拟对2204孤岛工作面初始围岩应力情况进行研究,掌握了围岩的运动和应力分布特征;通过理论分析、FLAC数值模拟等方法,研究了2204孤岛工作面沿空掘巷时不同煤柱宽度的巷道顶板、底板、沿空帮的变形量,从而最终确定新桥煤矿沿空掘巷小煤柱合理宽度为6 m,符合现场实际。研究成果可为类似开采条件下孤岛工作面的煤柱宽度确定提供参考。

厚煤层沿空掘巷窄煤柱宽度研究

综放工作面煤柱留设参数的合理与否关系到巷道围岩的稳固性和煤炭资源损失率,是综放工作需要重点研究的参数指标之一。以羊东矿8261工作面沿空掘巷留小煤柱为工程背景,采取理论分析、以往研究成果分析、工程类比3种方法,研究了小煤柱可行性和煤柱宽度的合理参数。经过分析,确定工作面留小煤柱宽度为8 m。实践应用表明,该技术能够实现矿柱对围岩的有效支撑,保障了工作面的安全采煤要求。

莒山煤矿薄煤层小煤柱宽度设计研究

通过缩小工作面间区段煤柱的尺寸,可以提高煤炭资源回收率。莒山煤矿主采的9#煤层均厚1.14 m,采用理论计算结合现场地应力监测等手段,分析得出相邻工作面间留设4 m的区段保护煤柱可以满足现场的安全生产需求。通过现场试验,当92735工作面及92737工作面之间的煤柱宽度为4 m时,92737运输巷在掘进期间以及92737工作面回采期间巷道围岩变形量均能满足现场的安全生产需求。