燕山煤矿区段护巷煤柱的理论分析和数值分析

区段煤柱的稳定性决定着回采巷道的稳定性,对巷道维护状况有重要影响.煤柱过窄,煤柱会遭到破坏,导致承载能力减小威胁巷道稳定性;煤柱过宽,导致煤炭损失严重,影响矿井经济效益.通过数值计算软件模拟工作面开采与巷道掘进,分析煤柱应力及塑性区,并与由理论分析计算的护巷煤柱宽度相比较,可为确定煤柱宽度提供依据.     

沿空掘巷护巷煤柱稳定性分析

护巷煤柱能够有效地支承沿空掘巷的围岩应力,但是它存在合理确定护巷煤柱宽度大小的问题,通过数值模拟护巷煤柱影响巷道稳定性的垂直应力分布,分析护巷煤柱的合理宽度,并结合顾桥矿11~#煤的运输顺槽的现场实践,得出:护巷煤柱的宽度在10~12 m,巷道围岩应力向侧帮转移的效果最理想。     

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。     

冲击矿井沿空掘巷合理护巷煤柱尺寸研究

为解决冲击矿井沿空巷道煤柱合理留设的问题,结合工程实践,基于煤柱宽度对巷道围岩稳定性的影响,采用FLAC数值模拟不同宽度护巷煤柱下围岩支承压力、塑性区的演化,分析煤柱应力场变化趋势。实践表明:深井小煤柱护巷技术能够保证沿空巷道的稳定性,确保安全生产。     

综放开采采准巷道护巷煤柱稳定性研究

采准巷道护巷煤柱稳定性决定着巷道的维护状况。从现场观测,数值计算和理论研究3个方面分析了综放工作面回采期间护巷煤柱体内力和位移变化,煤柱失稳的原因,影响煤柱稳定性因素等,运用极限平衡理论提出了综放工作面护巷煤柱宽度的确定方法,并给出了实例和煤柱宽度与巷道岩变形的观测统计结果。     

软煤层大采高工作面巷道煤柱尺寸优化

针对长平矿大采高工作面巷道留设合理煤柱宽度问题,通过煤柱稳定性理论计算、应力实测、有效支撑面积分析,对大采高综采工作面巷道煤柱尺寸进行了合理优化。采用煤柱稳定性理论计算得出护巷煤柱宽度为64m,实践结果表明留设煤柱尺寸较保守。经综合分析认为留设煤柱宽度约为50m时,既能保证巷道回采的稳定性,又可减少煤柱资源浪费。     

深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定

针对深部煤层群沿空掘巷具体生产地质条件,采用理论分析、数值计算及现场试验相结合的方法,得出深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律和煤柱应力分布、巷道围岩应力分布、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系及护巷煤柱宽度的理论计算5个方面综合考虑护巷煤柱的宽度,尤其充分考虑了下层煤回采对上层煤沿空掘巷护巷煤柱宽度大小留设的影响。现场试验结果表明：该方法确定的煤柱宽度科学、可靠,为深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定提供了科学依据,改善了深部巷道维护困难的局面和提高了煤炭资源采出率。     

浅埋煤层护巷煤柱宽度合理性研究

护巷煤柱是回采巷道围岩结构的重要组成部分,它的宽度将直接影响到回采巷道的稳定性及煤炭资源回收.为了保证安全高效开采,减少巷道的维护以及设备的移动次数,留设合理的煤柱宽度成为解决问题的关键.通过现场实测,分析了3个浅埋煤层矿井煤柱宽度的合理性,并提供了解决方案,为今后的煤柱宽度设计以及类似的矿井煤柱宽度设计提供指导.     

浅埋深工作面回采巷道护巷煤柱合理宽度确定

为研究浅埋深工作面回采巷道护巷煤柱合理宽度,以潞安矿区某矿浅埋深1102工作面为研究背景,通过理论计算确定了该地质采矿条件下护巷煤柱合理宽度,并运用数值模拟软件验证了煤柱宽度的合理性,对比了不同护巷煤柱宽度下的煤柱及巷道的稳定性。结果表明:当护巷煤柱宽度确定为15 m时,护巷煤柱内部存在宽度为9.5 m的弹性核区,大于安全要求的5 m弹性核宽度,为相似采矿条件下护巷煤柱合理宽度的确定提供了一定的依据和方法。     

深井窄煤柱巷道锚杆支护技术

本文通过计算分析不同锚杆布置及不同护巷煤柱宽度对巷道围岩变形的影响，据此确定合理的锚杆支护参数及护巷煤柱宽度，有效控制了深井窄煤柱巷道的变形。     

采区巷道合理煤柱留设与模拟研究

采区巷道合理煤柱的留设关系到巷道稳定性以及巷道的维护和正常使用,通过理论计算和数值模拟,分析了不同宽度煤柱条件下3条采区大巷的围岩变形规律以及应力分布规律,得出了布置39采区工作面的合理位置以及距离采区巷道煤柱尺寸的合理宽度,为具有类似条件的巷道掘进和布置提供参考。     

考虑煤岩体成拱效应时煤柱塑性区宽度确定

为了确定在考虑邻近采空区上覆煤岩体自重作用下煤柱最大塑性区宽度,采用理论推导、数值模拟以及现场监测三者相结合的方法,通过考虑采空区上覆煤岩体成拱效应,确定出煤柱受力,对煤柱进行弹塑性分析,得出煤柱最大塑性区宽度理论计算式;根据玉华煤矿工程条件,采用ANSYS模拟采深为500 m和600 m,采高为4、5、6、7 m的煤柱最大塑性区宽度,并对玉华煤矿2410工作面回风巷道护巷煤柱的最大塑性区进行监测。研究结果表明:在中等采高时,煤柱最大塑性区宽度的理论计算结果、数值模拟和现场监测结果一致。研究结果给出了中等采高时煤柱最大塑性区宽度的理论计算式,可为留设煤柱宽度设计提供依据。     

综采工作面巷道护巷煤柱留设尺寸研究

以西河煤矿3号煤层工作面护巷煤柱留设为背景,通过建立力学模型分析了煤柱的整体受力状态并计算出了煤柱的合理尺寸,运用数值模拟分析了工作面回采过程中煤柱受力情况及围岩破坏情况,得出煤柱留设的合理宽度为15 m。并在现场得到成功的应用。为类似条件下工作面顺槽煤柱留设提供科学依据。     

孤岛工作面多因素诱发冲击地压成因分析

以金桥煤矿1310工作面孤岛煤柱开采为工程研究对象,逐项分析冲刷带、夹矸带、上覆遗留煤柱诱发冲击的可能性,针对1310工作面进风巷压力显现明显实际,对各因素进行耦合性分析,确定造成进风巷压力显现的主要因素为上覆遗留煤柱宽度及邻近采空区稳沉时间,并对工作面预卸压效果进行了分析,确定卸压钻孔形成的弱化带可有效防止应力集中。为从源头杜绝类似工作面压力显现,防止发生冲击地压事故,提出了超前处理顶板诱发冲击关键层的思路。     

破碎围岩条件下预留矿柱开采对充填体稳定性的影响

为研究预留矿柱开采对其上部充填体稳定性的影响,结合某金矿矿岩赋存条件,采用考虑封闭系数的矿柱开采经验公式,提出开采尺寸为180 m×15 m×20 m（走向长度×高度×宽度）的矿柱开采方案。利用MAP3D软件对590~605 m水平间矿柱开采进行数值分析,结果表明：在一般原岩应力情况下,矿柱完全开采后上部充填体仍保持稳定;在较差原岩应力情况下,矿柱完全开采后上部充填体受压作用明显,可能发生失稳破坏。应用极限平衡方程对矿柱开采经验公式进行修正,提出通过减小采场跨度及加强支护的方式,降低对充填体单轴抗压强度的要求,能保证预留矿柱的安全回采和上部充填体的稳定。研究结果可为其他类似矿山提供设计思路。     

综放工作面区段煤柱合理宽度优化研究

为了合理确定兑镇煤矿工作面区段间的煤柱宽度,在保证巷道支护稳定前提条件下,减小煤柱宽度,提高煤炭采出率,通过对现场采集的煤层及顶底板煤岩样进行了煤岩体的物理力学参数测试,采用FLAC3D数值分析软件,建立了工作面回采过程中不同宽度区段煤柱的力学模型,对比分析了3种不同煤柱宽度时围岩应力、变形及塑性区分布规律的差异。结果表明：16 m宽的煤柱可以较好地减小工作面推进过程中煤体的应力集中程度、塑性区范围及侧向位移,减少煤柱宽度,最终确定了区段煤柱合理的宽度为16 m,工作面实现安全回采。     

矿柱稳定性影响因素敏感性正交极差分析

基于正交极差分析方法对矿柱稳定性影响因素敏感性进行了评价。在分析矿柱荷载、强度、失稳势函数、破坏形式的基础上,总结了影响矿柱稳定性的主要因素;针对矩形矿柱8个主要影响因素：采深、矿房宽度、矿柱宽度、矿柱高度、矿体的单轴抗压强度、上覆岩层的容重、矿柱长度、矿柱长度方向的间距,建立了计算矩形矿柱安全系数的简化公式。以江西某钨矿为例,采用正交极差分析理论,得到该矿矿柱稳定性影响因素的主次顺序为：矿房宽度＞矿柱宽度＞采深＞矿柱高度＞矿体的单轴抗压强度＞上覆岩层容重,即矿房宽度、矿柱宽度对矿柱稳定性的影响最为显著,并得到了矿房宽度、矿柱宽度与矿柱安全系数间的关系曲线,对采场结构参数进行了优化,矿房宽度值小于21.03 m,矿柱宽度值大于3.718 m。