近距离煤层煤柱下方底板应力分布规律

近距离煤层下分层回采巷道的布置易受采后残留煤柱引起的集中应力的影响,通过对煤柱内集中应力分布情况的分析,提出了更加接近真实情况的煤柱受力模型,并在此基础上运用弹性力学理论和数值计算软件Mathcad结合具体的工程实践,分析了不同宽度煤柱下方底板应力传递及分布规律,计算了底板岩层不同深度水平截面上应力分布范围。     

近距离煤层煤柱集中应力传递规律研究

针对近距离煤层开采上层遗留煤柱对下煤层开采的应力影响及应力传递规律问题,基于数值模拟对山西小峪煤业近距离煤层煤柱应力传递规律进行研究,得出在上层遗留煤柱中存在集中应力,并以一定的应力传递角向下传递,在上层煤柱两侧一定范围内出现应力升高现象,为类似条件下的煤炭开采提供参考依据.     

极近距离煤层煤柱集中应力在底板中传递规律研究

根据弹性力学理论,建立了覆岩非充分垮落时均布条形载荷下的应力分布计算模型,并推导出不同宽度煤柱下不同位置处的垂直应力分布计算公式。基于有限元计算方法,结合付村煤矿实际地质条件及开采工艺,建立了数值计算模型,用FLAC3D软件模拟了不同宽度煤柱下应力传递规律。     

浅析近距离煤层采动后底板应力分布规律

近距离煤层上部煤层开采所形成的应力集中会在底板中传递,对下部煤层回采巷道的布置造成一定影响。本文通过对煤柱内集中应力的分布状况及其在底板岩层中的传递规律进行理论计算,得到了不同宽度的煤柱下方底板应力传递及分布规律,对近距离下部煤层回采巷道位置的选择有一定的指导意义。     

近距离煤层煤柱集中应力传递及巷道分区支护对策研究

针对我国近距离煤层群开采现状和研究进展情况,以西山矿区杜儿坪矿实际条件为工程背景,采用理论分析和数值计算相结合的方法,分析上部煤层开采后残留煤柱集中应力对下部岩层应力分布状态的影响,分析不同煤柱尺寸、不同底板深度条件下煤柱集中应力在下部底板中传递规律,根据下部岩层应力分布特征划分不同应力区域,提出不同围岩应力条件下巷道支护对策,并进行井下工业试验,取得良好的支护效果。     

近距离煤层煤柱高应力下巷道支护技术研究

文章通过研究煤柱下高应力巷道顶板及两帮的变形机理和破坏情况,确定高应力作用下巷道的支护方式为强力锚杆锚索组合支护。该技术成功地应用于潞安集团某矿的巷道支护中,取得了良好的技术效果和经济效益,可以在类似条件下的煤柱高应力巷道中推广应用。     

极近距离煤层开采煤柱底板应力传递规律研究

上位煤层煤柱载荷在其底板煤(岩)层中的应力传递决定着工作面在整个回采期间巷道支护的难易程度。将煤柱对下位煤层的作用简化后理论推导出煤柱作用下底板岩层竖向应力的分布规律,并与数值模拟结果进行了对比分析。结果表明:煤柱宽度较小不能形成稳定煤柱时,底板不同深度的竖向应力以煤柱中心线为中心呈对称分布,并向两侧逐渐衰减,深度越大,影响范围越大,而影响程度越小;当煤柱宽度较大形成稳定煤柱时,深度较小时底板岩层竖向应力以煤柱中心轴线为中心呈对称双峰特征。距离煤柱的深度越小,双峰特征越明显。当深度超过一定限值时,对称双峰特征消失,均以煤柱中心轴线处竖向应力最大,煤柱宽度越大,应力集中程度越高,传递影响角越小。     

近距离煤柱集中应力影响下特厚煤层巷道布置技术研究

针对近距离煤层上层采空后对下层巷道布置及支护形式产生较大影响的问题,综合考虑巷道应力及煤炭资源回收率,研究近距离特厚煤层巷道布置方式,得出在重叠布置条件下,巷道变形在可控范围内且煤炭资源回收率可大幅提升,并提出合理支护方案,确保了工作面安全生产。     

近距离下部煤层应力分布规律研究

针对近距离煤层中上部煤层开采容易引起下部煤层应力环境复杂化而导致巷道难以维护的问题,采用数值计算的方式分析了近距离煤层的煤柱宽度、埋深、层间距等因素对下部煤层应力分布的影响。研究得出:随着煤柱宽度增加,上部煤柱底板附近应力呈降低趋势,但应力衰减速度和下部煤层应力增高区范围呈增加趋势;随着埋深增加,上部煤柱底板岩层应力和传递深度呈现增加态势,但下部煤层应力增高区扩散范围逐渐减小;层间距的变化对于上部煤柱底板岩层的应力传递影响较小,但下部煤层应力增高区扩散范围增大,且增加幅度高;当采空区顶板能够及时垮落时,工作面长度变化对于上部煤柱底板附近岩层应力分布影响并不明显,但使得采空区下方低应力区范围扩大,有利于下部煤层巷道布置位置选择。     

近距离煤层群窄煤柱下应力分布及巷道布置

针对近距离煤层群窄煤柱下的应力分布及巷道布置问题,采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法对窄煤柱下部煤岩层的应力分布特征进行分析。研究表明:受相邻工作面顺序回采的影响,煤柱上覆岩层向后回采工作面侧回转,导致支承应力峰值向后回采工作面一侧偏移,煤柱支承应力呈不对称分布;受支承应力影响,煤柱下部煤岩层应力分布表现出与支承应力对应的不对称性,不对称程度随煤柱宽度的减小而升高。结合实际工程案例,根据下部煤层底板垂直应力及主应力差分布,同时考虑到应力不对称分布的影响,最终确定了下部煤层回采巷道位置。     

近距离、高应力条件下的煤层巷道支护技术

近距离煤层群开采时,下层煤的巷道往往受上层煤留设煤柱的影响,出现顶底板移近量加大、底鼓等现象,严重影响了工作面的安全生产。针对该类巷道变形问题,提出了采用高强度新型锚杆支护体系,有效保证了高应力下煤巷的稳定。     

近距离煤层煤柱下应力分布和巷道支护技术

针对和尚嘴煤业近距离煤层煤柱下掘进巷道变形大的问题,在介绍地质力学特征的基础上,采用数值模拟分析上部煤层不同方式采动后,采空区和煤柱在下部煤层的应力分布情况。分析煤柱下巷道变形特点和支护要点,结合高预应力强力锚杆支护理论,提出合理的锚网与锚索联合支护设计,现场试验效果明显。     

近距离煤层上层煤柱下应力分布规律及巷道支护技术

以山西临汾某矿近距离煤层群下层巷道支护为工程背景,采用FLAC3D有限差分程序计算分析了上层护巷煤柱内应力分布规律及对底板煤岩层应力分布的影响规律和作用范围。研究表明,在上层护巷煤柱集中应力作用下,底板煤岩层中会产生应力重分布,并伴有部分区域煤岩体塑性破碎发生,应力集中系数与该点到煤柱的位置距离有关。最后将研究结果用于井下实践,通过井下巷道围岩变形情况监测,验证了结论的正确性。     

近距离煤层上层煤条带煤柱垂直应力数值模拟研究

条带作为一种特殊开采方式,在对压煤进行回收作业的矿区常被使用,但是其煤柱的宽度与回采宽度的留设对地面有直接影响,一直是研究重点。文章以某矿近距离两煤层为研究对象,对上覆煤层条采煤柱宽度的留设进行UDEC数值模拟研究,确定煤柱宽度的留设在垂直方向上的应力影响,从而确定煤柱的留设是否合理,结果表明,结合该矿现场地质条件,确定采40 m,留设30 m煤柱比较合理。     

建下近距离煤层条带开采煤柱稳定性研究

在近距离煤层条带开采时,保留煤柱的稳定性,直接影响地表的沉陷变形,但影响条带煤柱稳定性的因素更加复杂.基于崔家寨煤矿5煤和6煤两近距离建下煤层,采用理论分析、数值模拟和现场实测的方法研究分析了不同煤柱宽度,不同对齐方式对煤柱稳定性的影响,得出在上下煤柱对齐和下煤层留宽大于上煤层留宽时最有利于保留煤柱的稳定性的结论.     

近距离煤层遗留煤柱影响下巷道合理布置方法

针对东山煤电某煤矿近距离煤层开采存在的巷道扰动破坏问题,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了下煤层回采巷道合理的布置方法。结果表明：作用在煤柱上的支承压力表现为“凸”形发展特征,由于2503工作面巷道处于上煤层煤柱应力集中作用区,巷道的稳定性必然受影响。随着下煤层巷道距遗留煤柱中心线水平距离增大,巷道表面变形显著降低,巷道所受应力也随之减小,巷道稳定性更好。研究成果可为类似条件矿山提供指导与借鉴。     

浅埋近距煤层煤柱集中应力传递规律分析

为探究浅埋近距煤层开采上煤层区段煤柱底板集中应力传递规律,以及下煤层煤柱集中应力控制方法,以柠条塔煤矿1-2煤层与2-2煤层开采为背景,结合理论分析、数值模拟及工程实践,建立上煤柱底板集中应力计算模型,揭示上煤层煤柱底板集中应力分布规律,提出基于下煤柱集中应力控制的煤柱错距确定方法.研究表明,随着上煤柱底板深度增加,煤柱正下方的垂直应力呈降速减小,水平应力分布曲线由1个峰值演化为2个峰值,且峰值应力位置向煤柱两端扩散.建立下煤柱集中应力控制的煤柱错距模型,提出煤柱错距确定方法,为控制重复采动下煤柱的集中应力,下煤层巷道应布置在上煤柱向下传递的高应力区范围之外.合理的煤柱错距主要与基岩、土层性质及层间距等因素有关,其随基岩和土层厚度的变化呈正相关,基岩(土层)厚度每增加10 m,煤柱错距应增大1.123 m(0.987 m);煤柱错距随层间距的变化曲线呈"抛物线",层间距小于35 m时,煤柱错距随层间距增大呈降速增加趋势,层间距越小,其变化对合理错距的影响越显著,层间距35～45 m时,煤柱错距随层间距增大而减小.通过开采实例对煤柱错距模型进行验证,结合理论模型计算和数值模拟,柠条塔煤矿两煤层合理煤柱错距应大于20 m.研究结果可为浅埋近距煤层开采的煤柱减压提供新思路.     

近距离煤层开采区段煤柱破裂分形维数研究

为研究浅埋近距离煤层下行开采工作面区段煤柱压缩量及稳定性,以柠条塔煤矿的煤层群为研究对象,通过edem仿真测试、FLAC3D数值计算、煤柱强度理论及分形理论相结合的方法,研究了区段煤柱保持安全稳定的极限压缩量及其对应的煤柱水平截面破裂分形维数。研究发现:随着区段煤柱错距的增加,煤柱峰值应力和垂直位移相应减小,其水平截面破裂分形维数亦随之减小;当煤柱错距达到40 m时,其上部1^(-2)煤层与下部2^(-2)煤层区段煤柱峰值应力和垂直位移均小于煤柱极限抗压强度和极限压缩量;揭示了区段煤柱压缩量与峰值应力随着煤柱错距的变化规律,并确定了2^(-2)煤层区段煤柱水平截面破裂分形维数与煤柱应力和煤柱错距的对应关系。     

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.