曹村矿近距离煤层群下位煤层巷道布置分析

 本文结合曹村矿近距离煤层群具体地质条件,实测下位煤巷分别为内错、重叠、外错三种布置方式的巷道变形规律,研究表明,巷道内错布置时围岩变形量比重叠和外错布置时小,且随内错距离增大围岩变形量减小,内错5m布置时,顶底板移近量174.5 mm,两帮移近量142.6 mm,当内错距离增大到10m时,顶底板移近量142 mm,两帮移近量132 mm。当巷道内错3~6 m布置时,巷道围岩变形量较小,顶底板移近量181-167 mm,两帮移近量148-140 mm,综合考虑回采率等因素,认为下位煤层巷道内错3~6m较为合理。     

近距离煤层采空区下回采巷道布置研究

在宜兴煤业2~#与2_下~#近距离煤层开采地质条件基础上,对上位2~#煤层开采后遗留煤柱集中应力影响下,2_下~#煤层工作面回采巷道布置进行了理论计算和数值模拟分析。结果表明,内错4～6m布置较为合理。2_下~#煤层1201-2工作面上下平巷的现场实测结果表明,内错5m布置时,顶底板移近量182mm,两帮移近量147mm,巷道未出现强烈的矿压显现,围岩变形量较小,支护效果较好。综合考虑安全性及回采率等因素,宜兴煤业2_下~#煤层工作面回采巷道内错4～6m布置较为合理。     

近距离煤层群上煤层区段煤柱合理宽度研究

针对近距离煤层群上煤层留设的区段煤柱在煤柱下方形成一定区域的应力增高区,下煤层回采巷道受集中应力影响维护困难、严重影响正常生产这一难题,结合新柳矿地质条件采用UDEC2D数值计算及现场实测研究了煤柱下方底板集中应力分布特征,分析了下煤层回采巷道的布置方式对巷道围岩变形的影响,研究表明:上煤层残留煤柱越大,底板应力集中系数越大;在上煤层残留煤柱集中应力影响和本煤层工作面采动引起的应力重新分布耦合作用下,回采巷道顶底板及两帮移近量接近2000mm,巷道变形破坏严重。提出把巷道布置在采空区下方应力降低区内,减少本煤层区段煤柱宽度以及加强巷道超前支护可保证下煤层巷道稳定。     

东沟煤矿浅埋煤层群采空区下巷道最佳布置北大核心

为研究近距离浅埋煤层开采时下位煤层巷道布置方式及合理错距,以新疆东沟煤矿为工程背景,利用FLAC3D数值模拟方法,开展了内错、外错、垂直错层位布置方式的模拟;对比分析了上位煤层开采后,残留煤柱对下位煤层应力分布的影响,以及不同错距下垂直应力分布、塑性区分布规律。研究结果表明:单考虑上位煤层残留煤柱底板应力传播的影响,B_(3)煤层回采巷道采取垂直错、内错距4~16 m时,均可减轻下位巷道矿压显现,避免巷道产生过大变形;综合应力分布、塑性变形、经济效益因素,B_(3)煤层采用垂直错时,可保障巷道稳定性,采出率、经济效益最高,为最优方案。工程实测结果表明:垂直错布置方式下,巷道两帮移近量为23~185 mm,顶底板移近量仅为12~85 mm。     

近距煤层同采巷道优化布置研究

根据刘东矿西三采区近距离煤层的地质赋存条件,首先采用理论分析的方法确定近距煤层采用下行垮落法同采,回采巷道采用外错布置;然后采用数值模拟优化近距离煤层同采巷道间距,得出该采区上下煤层巷道的合理间距为15m.最后在37102面与37202面进行了应用,应用结果表明:在37102面回采影响期间,37202面下巷两帮移近量为131 mm;顶底板移近量为61 mm;影响范围为工作面前方15m和后方25m的范围内.实践证明,近距煤层同采巷道布置合理,巷道围岩变形得到了较好控制.     

近距离煤层同时开采巷道布置优化研究

为确定某煤矿3和4号近距离煤层同采时下煤层回采巷道布置方式,结合煤层地质条件,采用理论分析确定下煤层巷道采用外错式布置方式,运用FLAC3D数值模拟软件确定下煤层回采巷道的合理外错距离为20 m,通过现场对4号煤层3409工作面材料巷顶底板及两帮变形进行观测分析,巷道在距工作面60 m以内顶板最大位移为150 mm,两帮最大位移为120 mm,超前工作面60 m以外,巷道变形量趋于稳定,结果表明,2层煤同时开采,工作面巷道外错20 m,在加固条件及合理的锚杆锚网支护作用下,巷道稳定性良好,巷道围岩变形得到了有效控制,能够满足工作面正常推进的要求。     

近距离煤层下层巷道变形影响因素的研究

以某矿井近距离煤层开采为工程实例,建立FLAC3D数值模型,分别模拟:当煤柱宽度一定时,巷道变形与巷道布置错距之间的关系;当巷道布置的错距不变时,留设的区段煤柱的宽度对本煤层回采巷道变形的影响。模拟结果得出了当煤柱宽度为15 m时,巷道顶底板移近量在错距为4 m时达到最大;综合考虑巷道维护与资源采出率,最佳的巷道布置错距为6 m～8 m;当巷道布置错距为6 m时,巷道变形随着煤柱宽度的增加而减小,根据煤柱内的垂直应力分布得出煤柱的留设宽度不应小于16 m。     

近距离煤层回采巷道支护参数优化研究

为解决近距离煤层回采巷道受上部遗留煤柱应力集中影响下巷道围岩变形控制困难的问题,对煤层围岩地质力学进行原位测试,根据测试结果对工作面回采巷道进行支护参数合理设计。工程实践结果表明:153201巷顶底板移近量最大为218mm,两帮移近量最大为157mm;153202巷顶底板移近量最大为223mm,两帮移近量最大为241mm,围岩变形量能够满足巷道的后期使用。     

采空下近距离煤层巷道位置确定和支护参数研究

以西铭矿49405工作面皮带巷的巷道位置确定、支护形式确定的工程实际为基础。利用理论计算与现场调研的方法详细分析了近距离煤层上煤层采空时上煤层残余煤柱对下煤层回采巷道的影响,确定了西铭矿49405工作面皮带巷的位置应当为距8#煤层残余煤柱内错20 m;确定49405工作面皮带巷采用11#矿用工字钢架棚支护,棚间距为0.8 m,经过现场实测,在工作面回采时巷道两帮相对移近量为75 mm,巷道顶底板移近量为99 mm。符合回采巷道变形要求,有效保障了该矿的安全、高效回采。为该矿后续工作面回采巷道位置选择与支护参数确定提供了依据,为相似矿井提供了借鉴。     

深部煤层底板抽采巷道空间位置关系及围岩稳定性研究

针对平煤股份十矿深部煤层底板瓦斯治理巷道围岩稳定性差的难题,以己_15-16-33190工作面底板巷道为工程背景,基于煤层底板破坏力学模型计算出采动影响对底板岩层扰动破坏影响深度,并确定底板巷道布置的层位;建立底板巷内错、外错3 m和垂直布置3种离散元计算模型。分析可知:内错布置底板巷道周围垂直和水平应力显现均不明显,有利于保持巷道围岩的稳定性;根据现场工程条件底板巷分别采用梯形、拱形2种断面,有利于保持巷道围岩的稳定性。通过分析监测数据可知:在煤层巷道掘进期间,底板巷道顶板下沉量控制在200 mm以内,两帮移近量控制在110 mm以内,回采期间顶板下沉量控制在400 mm以内,两帮移近量控制在210 mm以内,底板巷道围岩变形量得到了有效的控制。     

近距离煤层下位煤层巷道内外错布置及应力分布规律研究

针对近距离煤层开采过程中下位煤层回采巷道受上位煤层开采影响煤柱应力集中、巷道支护困难等问题,以山西焦煤集团西铭矿８＃ 煤和９＃ 煤两层近距离煤层为研究对象,通过对比内错布置与外错布置的优缺点,提出了一种内外错相结合的回采巷道布置方式,并分析了煤柱宽度和巷道偏移距离对煤柱下巷道围岩变形的影响.研究结果表明:内外错相结合的巷道布置方式减小了巷道变形量,保证下位煤层安全高效开采;随上位煤层煤柱宽度增加,煤柱下巷道围岩变形量逐渐减小,结合现场工况计算得到煤柱宽度以４０m 为宜;位于上位煤层煤柱下方的巷道围岩应力呈不对称分布,巷道的合理位置位于煤柱正下方左偏２m 处,此时巷道顶板及两帮的应力分布基本对称.研究结果能够为近距离煤层下位煤层的巷道布置提供参考依据.     

近距离煤层综放回采巷道矿压规律

针对近距离煤层开采下部煤层回采巷道矿压显现剧烈这一难题,根据某矿10303综放工作面地质和开采条件,结合综放回采巷道现场矿压观测结果,采用FLAC3D数值计算分析回采巷道应力场分布以及塑性破坏场情况,研究表明,在上位煤层残留煤柱影响和本煤层工作面采动引起的应力重新分布耦合作用下,回采巷道顶底板及两帮移近量高达1 947、2 086 mm,巷道变形破坏严重,矿压显现剧烈。提出把巷道布置在采空区下方应力降低区内,减少本煤层区段煤柱宽度以及加强巷道支护可保证下煤层巷道稳定。     

极近距离煤层采空区下回采巷道位置及围岩控制研究

为解决准南煤矿极近距离煤层采空区下1501工作面安全回采问题，运用理论计算、数值模拟及现场实测等手段，研究了1501工作面巷道位置及支护方式。结果表明：为有效避开上部采空区残留煤柱影响，1501回采巷道与上部残留煤柱的合理水平错距应为9m|针对极近距离煤层采空区底板应力分布规律、岩层厚度和力学性质等，提出了巷道支护对策及支护方案；1501工作面回采过程，巷道顶底板相对移近量最大为222.5mm，两帮相对移近量最大为151mm，巷道未出现棚腿压折、冒顶、片帮现象，工作面实现了安全回采。     

近距离煤层回采巷道合理位置确定应用研究

为了确定近距离煤层回采巷道合理位置,采用物理力学参数试验分析巷道围岩特性,得到了煤、直接顶、直接底的工作面围岩强度参数。基于此,进行了理论分析、数值模拟和现场试验,研究了近距离煤层回采巷道合理位置。研究得出,根据数值模拟和理论分析,将己16-17-31020运输巷布置方式确定为外错式;把己16-17-31020运输巷布置在己15-31040采空区的下方,其巷道距上覆遗留煤柱边缘水平距离为25 m。顶板采用高强度预应力锚杆和高强度高预紧力锚索,帮部锚杆采用高强度预应力锚杆,对其进行围岩变形量观测和顶板离层监测。巷道顶底板最大移近量为57 mm,两帮最大收敛量为104 mm;巷道深部最大离层量为11 mm,浅部最大离层量为10 mm。在大平距外错的布置方式下,巷道的支护难度低、应力环境小、控制效果好。研究有效解决了巷道大变形、高应力问题。     

后堡煤业近距离下煤层巷道稳定性控制研究

为探究近距离煤层群下部煤层工作面安全开采巷道控制措施,在分析后堡煤业1003工作面底板应力传递的基础上,确定了1003工作面运输巷采用内错30 m的布置方式,进行锚杆索补强支护。实践效果表明,1003工作面巷道顶底板移近量稳定在125 mm,两帮移近量稳定在197 mm,顶板岩层离层量基本在10 mm以内,巷道变化处在可控范围内,能够满足矿井正常生产需要。     

近距离煤层巷道支护优化设计及应用

基于目前近距离煤层开采过程中存在支护困难的现状,采用理论分析、数值模拟两种研究方式对目标煤层4501工作面运输巷的布置位置及支护方式进行了综合分析研究。结果表明:运输巷围岩的原岩应力随巷道内错距离的增大而逐渐增大,对原有的支护技术进行优化后的最佳内错距为30 m,对应的支护方案为非对称支护,同时改进支护方案后的巷道顶底板最大移近量为240 mm,两帮最大移近量为320 mm,优化支护方案后的巷道变形稳定,支护效果良好。     

浅埋多次采动煤柱下双巷变形特征研究

针对活鸡兔井宽煤柱下双巷因上下煤层同步开采而经历多次采动影响的问题,采用FLAC3D数值模拟及现场实测方法,对35m宽煤柱下的双巷变形特征进行研究。结果表明:上煤层工作面采后煤柱下巷道顶底板累计变形量为56mm,下煤层工作面开采后巷道受4次采动影响的顶底板累计变形量约为201mm,巷道变形速度在工作面超前15m处均开始加快,但煤柱下巷道受下煤层采动影响的变形增量大于受上煤层采动影响的变形增量。现场实测表明,经历第4次采动影响下的巷道在距离工作面15~30m处变形速度加快,最终顶底板移近量仅增加32mm,两帮移近量仅增加24mm,巷道变形量极小,可保障矿井的安全高效生产,并为类似条件下矿井的巷道维护提供借鉴。     

极近距离煤层开采巷道失稳机制及复合控顶技术

为解决极近距离煤层开采下分层时,回采巷道受上分层采动以及本工作面超前应力影响,维护极其困难的难题,以新疆西沟煤矿IW301工作面为工程背景,深入分析上分层IW401工作面和本分层IW301工作面回采时,对IW301工作面运输巷及回风巷影响的力学机制,并据此提出采用断顶孔、卸压孔和高强支护结合的复合控顶技术。工业性试验结果表明,复合控顶技术对极近距离煤层外错布置方式下的回采巷道控制效果显著;经治理后,IW301回风巷顶底板最大变形215 mm,两帮最大变形135 mm,巷道整体状况良好。治理方案可供类似条件下的巷道围岩控制提供参考。     

近距煤层群底板大巷掘前卸压开采技术研究

为合理设计钱家营矿近距煤层群底板岩石大巷层位和施工顺序,减缓动压影响,采用理论分析、数值模拟等手段对大巷合理布置位置、减压开采工作面尺寸及减压开采效果技术论证与对比研究。结果表明:底板大巷应在上方采面回采结束底板稳定后掘进,采面斜长至少为两倍的支承压力影响范围,巷道应布置在采面底板破裂影响范围外;钱家营矿采用180m的9煤层卸压工作面开采,回风巷布置在12-1煤层底板岩层中,巷道两帮围岩应力降低明显,顶底板移近量为389mm,两帮移近量为324mm,减压开采效果良好,有利于巷道的长期维护和运营使用。     

极近距离煤层群下层煤工作面巷道合理布置位置数值模拟

澄合百良旭升煤矿开采的两层煤间距很近,下煤层开采巷道布置受上煤层开采影响大。应用FLAC 3D数值软件模拟分析了极近距离煤层群下煤层工作面巷道采用内错、重叠和外错布置形式时巷道的塑性破坏、顶板垂直应力和下沉位移特征。根据模拟结果分析,采用内错布置方式时巷道的破坏范围、巷道顶板应力变化和变形量均相对较小。通过进一步的数值模拟研究,巷道的塑性破坏大小、顶板垂直应力值和下沉位移量在内错8 m内变化不大,而随着内错距离的增大,塑性破坏范围和垂直应力值等也逐渐增大。结合压力传递影响角理论,经计算应力集中在下煤层中的影响范围为4 m。得出了下煤层开采巷道合理布置应采取内错的方式,具体位置参数为内错4~8 m。