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.     

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6.0～9.0m。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300mm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。     

综放工作面沿空巷道小煤柱宽度分析

采用离散元数值计算对综放面侧向支承压力进行研究,得出压力分布规律及巷道布置的合理位置。通过理论计算得出煤柱塑性区宽度,进而确定出沿空巷道小煤柱的合理宽度,并对巷道的稳定性进行计算分析。结合工程实践,表明此方法确定的煤柱尺寸科学可靠,为综放工作面沿空巷道布置提供了科学依据。     

合理窄煤柱护巷采动侧向应力分布规律

针对阳泉矿区综放工作面护巷煤柱宽度不合理,巷道变形严重,复修频率高等问题,采用数值模拟及现场实测的方法分析了不同宽度煤柱下工作面采空区侧向围岩结构特征以及煤柱侧向应力分布规律,确定了综放工作面护巷煤柱的合理宽度为5.5 m,优化设计了回采巷道的支护方案,并在阳泉二矿80509综放工作面进行了工业性试验。研究成果为综放工作面成功实施小煤柱护巷技术,提高煤炭资源回收率提供了技术借鉴。     

综放面区段小煤柱合理尺寸确定研究

为了解决五阳煤矿综放面区段煤柱宽度过大问题,基于7803综放面工程地质条件,运用极限强度理论和弹塑性理论计算出了煤柱合理宽度分别为7.9,7.6 m;采用FLAC^3D软件模拟分析了7803综放面侧向支承压力,并确定其峰值在距离巷道16 m处,分析了不同煤柱宽度塑性区分布规律。综合考虑巷道支护难度、安全系数、资源采出率等客观因素,确定7803综放面合理煤柱宽度为8~10 m。     

王家岭矿综放沿空掘巷合理煤柱宽度试验研究

合理煤柱宽度对于沿空掘巷稳定性关系重大。为了确定王家岭矿综放工作面沿空掘巷的合理煤柱宽度,运用数值模拟方法建立综放沿空掘巷模型,分析不同煤柱宽度下煤柱应力分布规律、变形规律、巷道变形情况等,得出王家岭矿沿空掘巷窄煤柱合理宽度为6~8 m,并在现场工业性试验中得到成功验证。     

孤岛综放面区段煤柱优化及围岩控制技术

煤柱合理宽度直接影响孤岛综放面沿空巷道围岩控制效果。针对8105孤岛综放面地质条件,提出采用锚梁网索联合支护技术控制围岩变形。基于8105轨道运输巷支护方案,采用非线性数值计算方法对不同宽度煤柱条件下围岩控制效果进行了优化分析,确定了合理煤柱宽度为6.5 m。实施效果表明了留设煤柱宽度合理,支护方案能有效控制巷道围岩变形,取得了满意的技术经济效果。     

综放沿空掘巷护巷窄煤柱留设宽度优化设计研究

护巷窄煤柱的合理留设是综放沿空掘巷技术成功实施的关键问题。基于采空侧煤体倾向支承压力分布特征以及护巷煤柱体的极限平衡理论,确定了护巷窄煤柱合理留设宽度的上、下限值解析表达式,结合山东某矿3309综放工作面的采矿地质条件,认为护巷窄煤柱合理留设宽度范围为4.1~7.2 m。为了进一步优化设计护巷窄煤柱的留设宽度,采用数值模拟方法对合理取值范围内的护巷窄煤柱留设宽度进行对比分析,认为3309综放工作面护巷窄煤柱的最优留设宽度为5m。将上述研究成果成功运用于工程实践,现场实测数据表明,结合理论分析和数值计算综合确定的护巷窄煤柱最优留设宽度可以有效控制沿空巷道围岩变形量,有利于维护综放沿空巷道的整体稳定性。     

孤岛综放面沿空掘巷窄煤柱合理宽度确定

为解决孤岛综放工作面沿空掘巷小煤柱宽度确定的难题,以鲍店煤矿103上05(2)孤岛工作面地质情况为工程背景,首先通过力学模型对孤岛综放工作面的沿空掘巷煤柱宽度进行分析计算,确定煤柱宽度应大于2.22 m。然后运用数值模拟研究了不同煤柱宽度下的巷道变形规律,最终确定煤柱宽度为4 m。     

综放窄煤柱沿空掘巷技术研究与应用

为提高综放开采煤炭采出率,以2103综放面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场试验的方法,分析了综放窄煤柱沿空巷道覆岩活动规律与稳定性。基于此,确定了合理的窄煤柱宽度,开发了综放窄煤柱沿空掘巷支护技术,现场应用结果证明了综放窄煤柱沿空掘巷技术的优越性和可靠性。     

基于地应力测量的综放沿空顺槽合理护巷煤柱尺寸的数值模拟研究

 地应力是地下工程围岩变形、破坏的根本渊源,地应力的大小和方向是进行地下各种岩土工程稳定性分析的主要依据。综采放顶煤是目前厚煤层普遍采用的开采方法,合理的护巷煤柱尺寸不仅对工作面提高煤炭回收率,而且对消除因煤柱引起的灾害和不利影响具有重要意义。本文针对姚桥煤矿具体地质技术条件,采用空芯包体应力解除测量技术在－650水平东七煤仓附近的7#煤层老顶砂岩中进行了地应力测量,分析得出了三维地应力结果。在此基础上,采用数值模拟计算方法,对姚桥煤矿中央采区7001综放工作面沿空顺槽护巷煤柱宽度进行了优化分析,得出了护巷煤柱的合理尺寸。工程实践表明,该方法确定的煤柱尺寸合理、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,这对于高地应力区域巷道合理护巷煤柱宽度的留设具有重要参考意义。     

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。     

锚杆支护沿空掘巷合理位置的确定

根据张集煤矿1213(3)工作面的地质条件,首先运用模尔库仑准则建立了计算塑性区宽度的力学模型,得到厚煤层沿空侧煤体的塑性区宽度,并根据锚杆作用机理建立了锚杆支护沿空掘巷合理窄煤柱理论宽度公式,并指出合理煤柱尺寸为5 m;然后,应用大型有限元程序ANSYS,对不同尺寸煤柱条件下掘巷及回采时围岩应力、变形进行了分析,指出厚煤层沿空掘巷锚杆支护合理的煤柱尺寸以5 m左右为最佳.最后,将所得结论应用于实践,取得较好的效果,说明煤柱尺寸是合理的.     

护巷小煤柱留设的可行性研究

从数值模拟、矿山压力理论分析和经验公式计算等多方面综合分析,确定防护小煤柱的合理尺寸。以某矿新331工作面合理小煤柱的宽度留设为例,采用数值模拟方法,分别获得顶板下沉、底臌、两帮的位移值,分析发现,当煤柱尺寸为4.5m左右时,巷道各部分的位移已经趋于稳定;从矿山压力理论分析,合理小煤柱尺寸为4.0-4.5m之间;根据经验公式可以求出该煤矿小煤柱的留设宽度为4.5m。综合分析可以确定,该煤矿护巷小煤柱的合理尺寸为4.5m。结果表明,用本文研究方法确定合理的煤柱留设尺寸,是相对比较准确的,在以后的实践中具有重要的参考价值。     

复采煤层末采煤柱合理留设宽度研究

为优化煤柱留设宽度,提高采区煤炭采出率,确保工作面的回采推进速度,结合薛虎沟煤矿2-106工作面实际开采条件,运用理论分析与数值模拟相结合的方法对2-106B工作面停采护巷煤柱尺寸进行研究,通过对护巷煤柱进行极限平衡计算,确定留设合理煤柱尺寸应不小于20.32 m;通过FLAC3D数值模拟分析保护煤柱宽度为25,22,20,15,10 m条件下巷道围岩变形情况,得出留设保护煤柱宽度为22 m时,煤柱内集中垂直应力逐渐向稳定非对称拱形分布形态过渡,煤柱两侧产生一定剪破坏和拉破坏,但煤柱中部未破坏区域范围扩大,煤柱稳定性较好;煤柱留设宽度为22 m时,对2-106B工作面液压支架拆除的时间段护巷煤柱应力进行监测,结果表明,巷道围岩得到有效维护,并处于稳定状态。     

留底煤掘进双巷布置大采高工作面巷间煤柱尺寸优化研究

确定巷间煤柱合理尺寸是保证留底煤掘进双巷布置大采高工作面安全、高产与高效的关键所在。以某矿122106大采高工作面沿底掘进胶运巷和辅运巷之间的护巷煤柱为工程背景,对工作面生产地质条件展开现场调研,同时原位测试巷道围岩地质力学参数。基于上述原始数据理论,估算出煤柱极限强度与合理的煤柱宽度范围,通过数值试验研究手段,分析初步选定宽度煤柱条件下,二次回采阶段巷道围岩及煤柱内部应力、位移和塑性破坏特征。结果表明:煤柱的极限强度为50.48 MPa,合理的煤柱宽度为19.24~29.28 m。煤柱宽度20 m时,煤柱内塑性区是2个独立的区域;当煤柱宽度达到一定程度后,接续面回采对上个工作面侧煤柱应力影响较小,主要是对本侧煤柱影响较大;靠近煤柱侧顶板和帮部变形较大,垂直位移最大值集中在巷道肩角位置,顶板出现不均匀下沉;煤柱核区内垂直应力均小于其极限强度,能保证稳定;煤柱最大垂直应力集中在两侧,靠近采空区的位置,煤柱中部存在较明显的应力下降区域。     

串草圪旦煤矿末采煤柱宽度合理留设

工作面开采的情况下停采煤柱的宽度的合理留设是保持巷道稳定的关键因素,合理的煤柱留设不仅可以有效的提高煤炭资源的回收率,也可以维护大巷的稳定性。本文以串草圪旦煤矿6102工作面为研究对象,运用数值模拟和理论分析相结合的手段,对停采煤柱的留设尺寸进行研究,通过对煤柱进行极限平衡的计算,确定合理的煤柱尺寸的上下限15 m～32.54 m之间,并结合数值模拟对保护煤柱宽度30 m、25 m、22.5 m、20 m和15 m等5种方案的巷道围岩的应力及塑性区分布状态,得出了保护煤柱的宽度为23 m,此时工作面的超前支撑压力对联络巷的影响较小,且煤柱内有宽度10 m左右的弹性核区,可保证煤柱的稳定性和阻止采空区内的瓦斯涌入联络巷内。研究成果成功应用于工程实践,为类似条件下煤柱留设提供了有益借鉴。     

新桥煤矿留小煤柱沿空掘巷围岩控制技术

2203胶带巷是新桥矿第1个留小煤柱的沿空巷道,依据新桥矿2203工作面的地质资料及井下实际调研,分析巷道围岩结构及特点,通过理论分析并运用离散元数值计算软件FLAC5.0,分析了不同煤柱宽度下巷道围岩应力分布及位移情况,确定该巷道合理煤柱宽度为5.5 m;结合煤柱宽度,并运用数值模拟分析了不同支护方案下巷道围岩应力分布及位移情况,确定了该巷道最优锚杆支护参数.同时提出了一套强调附件整体支护强度、刚度和高预紧力的沿空掘巷围岩控制技术,巷道采用高强锚杆、长锚索及高刚度的M型钢带加沿空帮桁架联合支护形式,有效控制了巷道在不同时期的变形.通过矿压观测,巷道维护效果良好,实现了预期目标.     

深部高应力双巷布置工作面煤柱宽度合理性研究

为确定深部高应力双巷布置工作面合理巷间煤柱宽度,提高巷道煤柱稳定性及资源回收率,以园子沟煤矿1022101工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟的研究方法,掌握巷道巷间煤柱应力分布规律,确定深部高应力巷间煤柱侧向支承压力分布特征,并采用FLAC3D数值模拟分析了工作面多次回采影响下的不同宽度(7m、10m、13m、16m、19m、22m、25m)煤柱应力场分布特征,结合现场试验巷道15m、25m煤柱侧围岩破坏情况分析,最终确定深部高应力条件下合理巷间煤柱宽度。研究表明：当煤柱宽度为16～25m时,多次回采影响下煤柱应力集中,容易引发冲击地压|而宽度7～10m时煤柱整体压垮,巷道变形破坏严重。综合考虑资源回收、巷道围岩稳定性及动力灾害防治问题,确定园子沟煤矿深部高应力巷间煤柱宽度为13～15m时较为合理。