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。     

大采高大跨度工作面护巷煤柱留设宽度合理性分析

为解决红柳林煤矿5#煤层护巷煤柱合理宽度留设问题,以该矿25202工作面为工程背景,通过弹塑性极限平衡理论分析得出煤柱留设理论宽度为14.8 m,并对不同煤柱宽度支承压力分布特征进行了模拟研究,确定了护巷煤柱合理留设宽度在15 m时可保持煤柱巷道的稳定性,其结果与现场实测数据相吻合。     

庙哈孤矿区浅埋煤层护巷煤柱合理宽度研究

针对庙哈孤矿区浅埋煤层护巷煤柱留设宽度的问题,以庙哈孤矿区安山煤矿5-2煤层护巷煤柱为研究对象,采用理论计算、工程类比、相似材料模拟等方法研究护巷煤柱宽度。结果表明:通过弹塑性极限平衡理论计算得出煤柱留设理论宽度为12m,并对不同煤柱宽度进行了相似模拟研究,参考工程类比结果,确定了庙哈孤矿区安山煤矿护巷煤柱合理宽度为15m,成果创造了较大的社会经济效益。     

庙哈孤矿区浅埋煤层护巷煤柱合理宽度研究（第十届全国采矿学术会议、中国煤炭学会推荐）

针对庙哈孤矿区浅埋煤层护巷煤柱留设宽度的问题,以庙哈孤矿区安山煤矿5-2煤层护巷煤柱为研究对象,采用理论计算、工程类比、相似材料模拟等方法研究护巷煤柱宽度。结果表明：通过弹塑性极限平衡理论计算得出煤柱留设理论宽度为12 m,并对不同煤柱宽度进行了相似模拟研究,参考工程类比结果,确定了庙哈孤矿区安山煤矿护巷煤柱合理宽度为15 m,成果创造了较大的社会经济效益。     

护巷煤柱合理宽度留设的理论分析与实践

护巷煤柱宽度的留设直接关系到工作面的生产安全。结合理论经验公式计算出煤柱留设理论宽度,并根据实测分析出不同煤柱宽度下支承压力分布规律,应用弹性核理论得出实际护巷煤柱宽度。通过理论计算与现场实测相结合的方法,最终得出寸草塔矿护巷煤柱的合理宽度为15 m。     

厚煤层辅运巷护巷煤柱留设及支护设计

黄陵二号煤矿区段护巷煤柱留设较大,造成煤炭资源浪费,巷道变形较大,维护较为困难.为了有效控制巷道变形,减少煤炭资源浪费,对303工作面护巷煤柱宽度进行了合理确定和支护设计.基于工作面煤层赋存地质条件,借助数值模拟软件分析护巷煤柱留设宽度应在5～10 m区间范围内,确定303辅运巷区段煤柱合理宽度为7m.辅运巷支护采用顶...     

采空区边缘下方回撤通道护巷煤柱合理宽度研究

为了研究浅埋近距离煤层中下煤层回撤通道护巷煤柱合理留设宽度,采用理论分析、相似模拟和数值模拟的研究方法,研究了下煤层回撤通道护巷煤柱覆岩结构特征,确定了采空区边缘下方回撤通道护巷煤柱合理留设宽度。研究表明:在上煤层开采完毕后,由于上煤层停采线煤柱的原因,下煤层回撤通道因布置位置不同将造成护巷煤柱的覆岩结构存在较大差异,从而导致煤柱所承载的荷载出现不同;在煤柱宽度留设时,从采空区压实区到卸压区应逐渐减小,从卸压区到上煤层实体煤下应逐渐增大,采空区压实区煤柱宽度应小于实体煤区。通过建立工况条件下采空区边缘下方回撤通道数值模拟模型,确定了护巷煤柱合理留设宽度为18 m。     

浅埋煤层综放工作面沿空窄煤柱护巷试验研究

以井东煤业有限公司44304综放工作面为工程背景,研究了沿空留巷掘进中留设煤柱宽度的问题,建立了工作面沿空护巷煤柱静载作用下力学模型,理论计算出临界煤柱宽度9.6 m,同时采用数值模拟的方法,模拟不同煤柱宽度下巷道顶底板移近量、两帮移近量及最大主应力分布的变化规律,取各参量的最大值为分析判断合理煤柱宽度留设的参考标准,综合优选出工作面沿空护巷的窄煤柱宽度为10 m。     

综放工作面沿空掘巷煤柱合理宽度研究

为了确定宁夏王洼二矿210503综放工作面护巷煤柱的合理宽度,基于该工作面工程地质条件,采用极限平衡理论分析了采空区侧煤体倾向支承压力分布规律,得出最佳的护巷煤柱宽度在5.87～6.47 m;运用数值模拟软件对不同的护巷煤柱宽度进行计算比对,得出最合理的护巷煤柱留设宽度为6 m;在现场使用钻孔应力计对煤柱倾向支承压力进行实测,实测数据表明,护巷煤柱的最佳宽度在5.5～7.5 m。3种分析结果相吻合,因此确定210503综放工作面护巷煤柱最佳宽度为6 m。     

大采高综采工作面区段煤柱优化设计研究

为了确定沙曲矿28203综采工作面区段煤柱的留设宽度,对工作面的矿压实时动态监测,并对测量值进行分析。通过理论分析和计算得出留设煤柱的合理宽度,使用FLAC3D数值模拟软件研究了留设不同宽度煤柱时的塑性破坏特征,最终确定沙曲矿28203综采工作面区段煤柱留设合理宽度为25 m。现场实践证明,煤柱留设宽度满足相邻工作面的护巷要求。     

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。     

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护巷煤柱宽度实验效果较好,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。     

孤岛工作面沿空掘巷合理煤柱宽度研究

以东峰煤矿3112孤岛工作面回采巷道沿空掘巷工程为背景,通过理论计算得到煤柱宽度为8.28 m,采用UDEC数值模拟确定3112工作面沿空留巷护巷煤柱合理留设宽度为9 m,工业试验取得了良好的应用效果。     

缓倾斜煤层沿含水采空区掘巷煤柱稳定性研究

针对缓倾斜煤层含水采空区沿空掘巷存在围岩失稳和突水风险,为了分析和判断防水煤柱及其周围煤岩层的破坏规律和抗溃水能力与研究得出最优的沿空巷道支护控制技术,基于沿空掘巷的煤柱留设理论研究和现场实践,研究了沿含水采空区掘巷时护巷煤柱留设宽度的理论计算与无支护与有支护情况下护巷煤柱的流固耦合—力学反应,采用正交试验设计和FLAC3D数值模拟的方法综合分析了影响护巷煤柱稳定性的因素敏感性、不同护巷煤柱留设宽度下围岩的应力场、位移场、孔隙水压力的分布特征以及不同支护参数下的效果优化。研究结果表明:在煤柱宽度为12～18 m,水头压力为0～0.3 MPa,煤层倾角为2°～10°情况下,护巷煤柱稳定性影响因素的主次顺序为:水压煤层倾角煤柱宽度;在最大水头压力的作用下,护巷煤柱的合理宽度为12 m;确定了2214回风巷的最优支护参数。井下工业性试验验证了留设12 m宽度的护巷煤柱安全经济,采用主被动联合支护参数的沿空巷道的围岩表面位移均处于工程允许范围内。     

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。     

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。     

综放工作面护巷煤柱的留设研究与控制技术

针对综放工作面厚煤层,过大的护巷煤柱造成煤炭资源浪问题,以串草圪旦煤矿6 102工作面为工程背景。结合运用理论分析、数值模拟与现场试验等方法,分析了不同宽度的护巷煤柱的应力及弹塑性区的分布规律,研究表明：（1）掘巷期间,随着护巷煤柱宽度的增大,6 103采空区侧的应力分布基本无明显变化,而6 102辅运巷道侧的应力分布为降低趋势,护巷煤柱中部应力叠加现象为降低趋势。（2）当护巷煤柱宽度大于15 m时,护巷煤柱两侧的塑性区范围基本无明显变化,护巷煤柱内的弹性区宽度随着护巷煤柱宽度的增大而增大。（3）回采期间,留设的护巷煤柱宽度大于14 m时,回采工作面附近的护巷煤柱存在弹性区,综合考虑合理的护巷煤柱的宽度为14 m。（4）现场实践证明巷道围岩得到了很好的控制。     

高应力厚煤层不同宽度护巷煤柱数值模拟研究

为研究高应力厚煤层巷道掘进过程中护巷煤柱宽度留设的问题,根据掘进工作面工程地质概况,采用FLAC~(3D)数值计算方法对不同煤柱宽度进行模拟,研究不同宽度煤柱下的垂直应力、水平应力及塑性区分布规律。研究结果表明:煤柱宽度的留设对巷道围岩应力影响较大,留设5m煤柱,峰值应力达到43.3MPa,煤柱宽度为25m时,峰值应力为27.5MPa;巷道开挖过程中,受到压应力远大于拉应力,拉应力随煤柱宽度增加"先增后减",当煤柱宽度为15m时,压应力最大,为20.7MPa,当煤柱宽度为20m时,压应力最小,为17.7MPa;煤柱宽度小于10m,煤柱整体呈塑性状态,煤柱宽度大于10 m,弹性核区宽度随煤柱宽度增大而增大。综合考虑,留设护巷煤柱最佳宽度为20m。     

不同留巷煤柱宽度时巷道围岩的应力分布研究

为了保证煤矿安全生产并提高采出率,采用了小煤柱留巷技术,而煤柱的留设宽度影响到巷道的质量。采用摩尔—库仑模型对岩层、煤层进行模拟,通过合理简化模型,应用FLAC软件对留设5,8,10,25,35 m煤柱宽度时巷道围岩的应力分布进行了模拟。经比较分析,认为煤柱宽度为8 m时较为合适。该结论为合理确定留巷煤柱宽度提供了依据。     

深井护巷煤柱合理宽度数值模拟研究

文章以申南凹矿首采盘区20103运输巷的护巷煤柱合理宽度留设为研究背景,采用多方案数值模拟的方法,对工作面护巷煤柱合理宽度进行研究,主要结论如下:通过对5种不同护巷煤柱宽度下巷道围岩受力情况分析发现,当煤柱宽度为20 m时,煤柱宽度基本满足巷道稳定性要求,但是考虑到该矿井复杂的地质情况及一定安全系数,最终确定护巷煤柱宽度为25 m。