深井孤岛煤柱工作面沿空留巷支护技术研究

以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景，探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理；构建沿空留巷围岩力学结构模型，计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度，并通过FLAC^3D软件模拟、现场监测验证了充填体宽度和强度的合理性。研究结果表明：孤岛煤柱工作面沿空留巷采用高水充填材料巷旁充填技术，以充填袋成形方式进行充填，可使充填体有效接顶；采用“锚杆锚索联合支护+巷旁充填体”方式进行煤柱中巷支护时，合理的充填体宽度为4.0 m,应力达到8.0 MPa时巷道变形趋于稳定。现场监测结果表明：23下工作面开采30 d内，煤柱中巷最大顶板下沉量不超过50 mm,充填体帮部变形不超过40 mm;回采结束后30 d内，顶板下沉量不超过20 mm,充填体帮部变形量最大为348 mm,煤帮变形量较小，最大处为150 mm,沿空留巷效果良好。     

沿空留巷巷旁支护体宽度的合理确定

 巷旁支护体是沿空留巷围岩控制的关键,在充填材料力学性能和巷道高度确定的情况下,巷旁支护体的宽度就成了主要影响因数。本文以焦煤集团九里山煤矿巷旁充填沿空留巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,得出巷旁支护体合理宽度的确定方法。现场试验表明,采用该方法确定的巷旁支护体宽度在沿空留巷围岩趋于稳定后,巷道围岩及充填体稳定、变形量较小,说明采用该方法确定的支护体宽度科学合理,对沿空留巷实践具有一定的指导意义。     

高瓦斯综采工作面沿空留巷充填体宽度优化

针对潞安余吾矿区巷旁充填体的沿空留巷现场充填宽度不足,导致巷道稳定性得不到保证且巷道变形较大的问题,理论分析了综放尾巷留巷巷旁充填体的受力特点和变形特征,并利用FLAC~(3D)对沿空留巷期内围岩变形特征进行数值模拟,确定了巷旁充填体的最优充填宽度。结果表明:巷旁充填体对巷道围岩的作用具有在短时间内可达到高强度、高阻力状态,并具备上佳的变形性能,从而实现非采煤帮、充填体和冒落矸石共同承但围岩压力;巷旁充填体宽度取值为1.5 m时,此时充填体宽度无应力集中向少应力集中的过度,峰值应力变化最为明显从8.3MPa增加到12.6 MPa,在此情况下,巷道围岩变形量较小,观测点实测结果显示,顶底板移近量分别为331.3 mm和280.7 mm,两帮移近量分别为225.4 mm和171.7 mm,巷道围岩变形主要以顶板下沉为主,沿空留巷段巷旁支护基本满足围岩控制要求。     

松软破碎围岩条件下沿空留巷控制对研究策

针对新矿集团赵官煤矿1704东运输巷沿空留巷围岩变形量大、巷道破坏严重的情况,利用围岩变形监测等手段,结合沿空留巷原有支护方案,分析了松软破碎围岩条件下沿空留巷围岩变形特点,提出了相应的围岩控制对策,并通过数值模拟得出了合理的留巷宽度和支护参数。工程实践表明:沿空留巷正常地段顶板下沉量均不超过300 mm;巷道累计卧底深度400 mm,实体煤帮横向变形量控制在240mm以内,充填体一侧变形量控制在140 mm以内,与1704东运输巷沿空留巷相比,围岩变形量减少一倍。     

鑫顺煤矿缓倾斜中厚煤层沿空留巷技术

以鑫顺煤矿4101工作面沿空留巷为工程背景,通过对沿空留巷覆岩运动变形机理进行分析,采用FLAC3D数值模拟软件对留巷充填体宽度进行了计算,确定采用巷内留巷方式,留巷宽度3. 5 m,充填体尺寸为:长×宽×高=3 m×1. 5 m×2. 5 m,现场工业试验表明,留巷后巷道顶底板及两帮围岩累计变形量分别为450 mm和280 mm,基本可满足下一工作面回采需求。     

香源煤业沿空留巷围岩变形特征分析

以香源煤业沿空留巷开采近距离薄煤层为工程背景,运用FLAC3D数值模拟软件分析沿空留巷围岩的变形特征。通过在开切眼前方布点监测其位移和应力,分析了不同充填体宽度、不同推进度下沿空留巷围岩变形及应力分布规律,指出充填体宽度与沿空留巷围岩变形的关系以及留巷顶底板受水平应力的影响。详细介绍了该矿沿空留巷期间基本支护、加强支护以及充填体支护方法,对相同条件下沿空留巷围岩控制问题提出了几点意见。     

综放沿空留巷巷旁充填体宽度对其稳定性影响规律试验研究

综放沿空留巷具有煤层厚、留巷断面大、顶板为煤层等特点,这些特点导致综放沿空留巷围岩变形量大,因此需要研究留巷的稳定性及围岩的应力应变规律。采用大比例尺相似模拟试验台对王庄煤矿综放沿空留巷进行相似模拟,通过分析顶板断裂位置、端头不放顶煤长度、充填体的宽度、顶板和两帮的变形,确定合理的相关参数,以达到充填体稳定、留巷效果好的目的。     

坚硬顶板下沿空留巷巷旁充填体合理宽度优化研究

巷旁充填体宽度是沿空留巷体系的一个重要参数,决定着留巷体系的稳定。不同顶板条件下,巷旁充填体具有不同的合理宽度。根据沙曲煤矿沿空留巷的工程地质情况,对坚硬顶板条件下沿空留巷巷旁充填体合理宽度优化进行研究,采用理论计算确定充填体宽度范围在(1.65m,3.75m)内,通过数值模拟选择合理宽度值为3.0m,并通过工程实践对确定的充填体合理宽度值进行验证,工程实践中留巷体系整体变形量小,能够保证留巷具有有效的使用断面,留巷能够成功。分析表明:在坚硬顶板条件下,巷旁充填体宽度具有一定的选择范围,在该范围内选择合理的巷旁充填体宽度能够有效降低留巷体系的变形量,提升留巷体系的稳定性,该种方式确定的坚硬顶板条件下沿空留巷巷旁充填体合理宽度能够运用于类似条件矿井。     

特厚煤层综放沿空留巷巷旁充填体宽度优化

巷旁充填体的合理留设是综放沿空留巷技术成功实施的核心问题。基于综放开采顶板岩层断裂运移规律和关键层理论,建立了综放沿空留巷围岩结构力学模型及充填体合理支护阻力计算公式,结合五阳煤矿回风巷生产技术条件,确定了充填体合理支护阻力。采用数值模拟方法,进一步分析了不同充填宽度下留巷围岩塑性区和位移场变化规律,认为充填体宽度为2.5 m时充填体稳定性较好,现场留巷变形较小可控,效果理想。     

沿空留巷下位岩层断裂特征数值模拟及控制技术研究

为解决沿空留巷直接顶松软破碎,严重影响基本顶和沿空留巷稳定性的问题,以新元煤矿3414工作面为研究对象,建立UDEC Trigon模型,通过模拟不同支护条件下沿空留巷下位岩层断裂特征,分析其对围岩稳定性的影响。数值模拟发现,沿空留巷围岩以剪切裂隙为主;充填区顶板张拉裂隙较为发育,是沿空留巷围岩控制的薄弱环节;沿空留巷下位岩层沿充填体外侧断裂,抑制了剪切裂隙在实体煤帮发展,增加了巷旁充填体和实体煤帮的承载结构的稳定性。工程实践表明:采用高预应力、高刚度锚索及时支护充填区直接顶的围岩综合控制技术,沿空留巷下位岩层沿充填体外侧断裂,巷道围岩顶底板最大变形量为900 mm,两帮最大变形量为800 mm,能够满足通风和瓦斯排放的要求。     

基于FLAC~(3D)的沿空留巷巷旁充填体宽度参数研究

余吾煤业瓦斯涌出量大且涌出具有不均衡性,根据余吾煤业复杂地质条件并结合多年开采实践,拟在N2105工作面采用沿空留巷方法治理瓦斯。通过应力分析软件FLAC3D建立沿空留巷立体结构受力特性模型,对沿空留巷巷道顶底板、充填体帮和煤体帮由于受采动影响而造成的屈服应力变形和移动规律进行模拟,研究充填体在强度确定的条件下宽度参数变化时巷道围岩屈服应力和变形的动态发展规律,找出合理参数。结果表明:随着充填体宽度的增加,充填体应力在宽度为1~1.5 m范围内的变化量比在1.5~2 m范围内的变化量要大,顶板下沉量和充填体帮移近量在充填体宽度1~1.5 m范围内的下降幅度要比在1.5~2 m范围内大,确定合理充填体宽度为1.5 m。在N2105工作面现场按照合理参数进行沿空留巷充填体支护,根据周期来压步距建立测站并对沿空留巷巷道顶底板、两帮变形和相对位移进行监测,支护效果达到了可控、安全的围岩稳定性要求。     

巷旁充填体合理宽度数值模拟研究

巷旁充填体宽度是沿空留巷巷旁支护的一个重要参数,它不仅影响着充填体自身的稳定性,而且很大程度上影响着留巷围岩的稳定性,该文通过FLAC3D模拟不同巷旁充填体宽度巷道围岩变形情况,从而确定合理的巷旁充填体宽度。     

薄层顶板沿空留巷巷旁充填体合理宽度研究

以中兴煤矿1204下工作面材料平巷沿空留巷为工程背景,应用理论计算、数值模拟等方法研究了沿空留巷薄层顶板的稳定性,分析了不同充填体宽度对充填体应力的影响规律和围岩变形破坏特征,得到了1204下工作面材料平巷沿空留巷巷旁充填体载荷以静载荷为主,动载荷为辅,冒落带高度为15.4m,裂缝带高度为49.2m的结论,确定了合理的充填体宽度为2.5m。现场实践表明,这种方法确定的充填体宽度使沿空留巷围岩稳定性较好。     

大断面沿空留巷巷旁充填体宽度合理化研究

针对某一特定大断面沿空留巷巷旁充填体的宽度设计问题,分析了留巷覆岩运动规律,计算得出基本顶断裂位置及关键块体B的长度,进而建立5个不同充填宽度的数值分析模型,通过巷道围岩移近量及塑性区宽度的对比分析,得出充填体宽度的合理值为2.5m。留巷实践结果表明:采用该充填宽度后实测沿空巷道顶底板移近量在30~170mm之间,两帮移近量在0~250mm之间,巷道围岩控制效果良好,达到了预期的控制目的。     

大采高沿空留巷围岩变形规律研究与应用

为了研究大采高沿空留巷围岩变形规律,应用FLAC数值模拟软件,分别对充填体宽度为3.0、3.5、4.0 m的大采高沿空留巷的围岩位移进行了数值模拟。结果表明:随着充填体宽度增加,沿空留巷的顶、底板移近量,充填体的纵、横向变形量均逐渐减小;巷道顶、底板移近量由巷道煤壁侧向采空区侧逐渐增大,充填体的纵向变形量由充填体采空区侧向巷道侧呈逐渐增大趋势,充填体采空侧的横向变形量很小,但巷道侧的横向变形量却较大,尤其在距顶板0.8 m左右的位置。     

深部充填沿空巷道护巷煤(岩)体受力特征及稳定性分析

为研究深部充填工作面沿空巷道护巷煤(岩)体受力特征及其稳定性,以山东新巨龙矿1302N-2#充填工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟和现场实测对沿空巷道护巷煤(岩)体受力特征和围岩变形进行分析和研究。结果表明:通过得出的护巷煤(岩)体的最小宽度计算公式和沿空巷道所受应力初步确定了留巷矸石墙和掘巷煤柱宽度;充填开采留巷围岩变形主要受充实率影响,充实率越小,护巷矸石墙宽度越大,留巷越不稳定,保持留巷稳定的充实率需达86%;采空区充填沿空掘巷时,煤柱越宽其所受垂直应力越大,结合巷道变形和现场实际充实率确定沿空掘巷煤柱留设为5 m。工程实践表明,沿空留巷不能满足使用要求的主要原因是充实率不足,采用所确定的留(掘)巷参数,巷道变形量在合理范围内,证明了所选参数的正确性。     

充填体特性对综放沿空留巷围岩稳定性的影响

针对综放沿空留巷围岩控制关键技术 ,分析了充填体宽度和材料特性对综放沿空留巷围岩稳定性的影响 ,探讨了提高充填体抗变形能力的措施     

综放工作面沿空留巷巷旁充填工艺与矿压监测研究

为解决综放工作面煤柱留设宽度大、上隅角瓦斯超限问题，以野川煤矿3205工作面为研究对象，采用理论分析、数值模拟、现场试验相结合的方法，研究了沿空留巷巷旁充填工艺，建立了沿空巷道矿压监测方案，分析了巷道围岩变形特征与巷旁充填体强度。研究结果表明：充填体参数的最优选择为充填体宽度1.5 m,充填体强度为25 MPa。为了验证沿空留巷运行效果，对留巷段变形量与充填体强度进行监测，设计了相关的测站布置与监测方法，得出了沿空巷道总高最大变形量为0.5 m,总宽最大变形量为0.6 m,巷道运行效果较好，可以满足矿井的应用要求。该研究内容为具备类似采矿地质条件及工程难题的矿井提供了技术借鉴。     

中厚煤层沿空留巷充填体宽度的确定

针对中厚煤层沿空留巷充填体宽度的确定,以某矿实际地质情况为工程背景,通过FLAC3D数值模拟软件,分析不同宽度下沿空留巷围岩变形规律。结果表明:随着充填体宽度的增加,巷道顶板下沉量降低,充填体承载能力增强,能够尽快切断采空区一侧顶板,使巷道趋于稳定。     

充填体特性对综放沿空留巷围岩稳定性的影响

针对综放沿空留巷围岩控制关键技术,分析了充填体宽度和材料特性对综放沿空留巷围岩稳定性的影响,探讨了提高充填体抗变形能力的措施。