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。     

综放工作面沿空侧煤柱合理宽度留设研究

以夏店煤矿地质条件为基础,对3107综放工作面沿空侧煤柱内应力分布特征进行了研究,并对煤柱合理留设宽度进行了确定。理论计算3107综放面煤柱宽度应在23.55～27.97 m范围内,通过数值模拟分析,确定煤柱留设宽度可取计算所得宽度的下限。综合考虑安全、经济等因素,最终确定3107综放面沿空侧的煤柱宽度为25 m。煤柱宽度比按工程经验留设的宽度减少了10 m,不仅提高了煤炭资源的采出率,而且可大大提升矿井的经济效益。     

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。     

特厚煤层综放工作面沿空巷道合理煤柱宽度与围岩控制

煤柱宽度是影响特厚煤层综放沿空掘巷围岩稳定的重要因素。以马道头煤矿8211工作面回风平巷为工程背景,通过理论分析和数值模拟研究了煤柱的合理宽度,确定煤柱宽度为8m。分析了窄煤柱情况下沿空巷道围岩的控制难点,结合现场实际生产地质条件综合确定了不对称支护方案。现场试验表明,综放沿空巷道围岩控制效果好,具有较好的经济效益和社会效益。     

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。     

庞庞塔矿综放沿空巷道煤柱应力分布与变形特征研究

以庞庞塔矿综放沿空巷道为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟的方法,分析了综放面沿空巷道基本顶岩层破断机制,指出单一采动和重复采动工作面基本顶破断机制的差异性和相关性,研究了不同煤柱宽度下综放沿空巷道煤柱应力分布与变形特征,研究表明,一定范围内增加煤柱宽度可有效改善煤柱承载性能,减小沿空巷道变形,当煤柱宽度一定时,煤柱具备一定的承载能力,在上工作面侧向支承压力的作用下,煤柱整体向沿空巷道移动,造成沿空巷道煤柱帮变形量加大,据此确定了庞庞塔矿10#煤层工作面煤柱宽度为8～10m,为后期矿井煤柱宽度和支护技术的确定提供参考。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷区段煤柱合理宽度确定

为了增强沿空掘巷巷道的稳定性,提高资源回采率,以大同矿区塔山煤矿8204工作面为研究背景,对沿空掘巷留设区段煤柱的合理宽度进行了研究。首先对特厚煤层综放工作面在沿空掘巷情况下区段煤柱的合理宽度进行了理论分析,然后采用FLAC3D数值模拟软件建立了采空区一侧不同宽度区段煤柱的力学模型,通过模拟结果表明:区段煤柱的宽度在5~10 m时,巷道处于低应力区,支护相对稳定。最后将理论计算和数值模拟相结合,同时参考塔山矿综放工作面矿压显现规律及微地震监测得出的相关结论,综合考虑巷道跨度大、隔绝采空区瓦斯等安全因素,确定了特厚煤层综放工作面沿空掘巷留设区段煤柱的合理宽度为8 m。     

综放沿空巷道小煤柱合理宽度的确定

针对综放沿空巷道小煤柱合理宽度确定的难题,提出了现场实测、计算机数值模拟以及理论计算相结合确定小煤柱合理宽度的方法。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。     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度确定

针对202综放面地质条件,运用理论计算和数值模拟分析的方法初步确定窄煤柱合理宽度为5 m,通过现场矿压实测分析表明,煤柱宽度为5m是合理的,为天池煤矿综放沿空掘巷窄煤柱宽度合理留设提供了可靠依据,并为类似条件下窄煤柱合理宽度留设提供了借鉴。     

特厚煤层综放沿空煤巷煤柱宽度及控制研究

为探究特厚煤层综放沿空煤巷窄煤柱的合理宽度,以某矿8305工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场实践相结合的方法,通过内外应力场理论、极限平衡理论和沿空巷道煤柱帮的支护条件确定煤柱宽度的合理范围为5.4～9.9 m,根据数值模拟不同宽度煤柱的水平零位移面和垂直应力峰值分布规律确定煤柱的合理宽度为6 m,并提出针对性围岩控制技术。结果表明:沿空巷道在掘进和回采期间顶底板移近量、实体煤帮和煤柱帮的变形量较小,围岩控制效果良好。     

综放工作面区段煤柱合理留设研究

为合理留设某矿综放工作面的区段煤柱,保证回采巷道稳定和提高煤炭资源采出率,采用理论计算、FLAC 3D数值模拟和现场实测等综合研究方法对综放工作面区段煤柱留设进行研究。通过沿空煤体力学状态分析,得出应力极限平衡区宽度为1.77 m,应力降低区位于距巷帮侧8 m范围内,应力峰值影响区位于距巷帮侧8~45 m内,原岩应力区位于距巷帮侧45 m以远;通过理论计算与FLAC 3D数值模拟对不同区段煤柱宽度(3、5、7、10、15、20 m)的应力场和位移场特征进行分析后,确定合理的区段煤柱宽度为5 m;通过现场实际监测对上述研究成果进行了验证。结果表明,当区段煤柱宽度为5 m时,可兼顾煤炭资源回收和巷道优化布置,该区段煤柱留设方法可为类似条件下的工程实践提供依据。     

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。     

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。     

庞庞塔特厚煤层区段煤柱宽度及稳定性研究

本文以庞庞塔9-301综放工作面合理的区段煤柱宽度留设为背景,通过理论计算和Flac3D软件建立模型研究9-301工作面回采时不同区段煤柱宽度下煤柱的应力分布及塑形区情况,确定9-301综放工作的区段煤柱宽度为15m。现场9-301工作面的下顺槽内布置的钻孔应力计测点数据显示,在留设15m宽煤柱的情况下,9-301综放工作面回采过程中巷道变形在可允许范围内,能够保证该综放面的安全回采。     

高强度开采综放工作面区段煤柱合理宽度与控制技术

针对高强度开采综放工作面区段煤柱合理宽度留设问题,以羊场湾煤矿为工程背景,建立了综放工作面侧向基本顶破断结构模型,推导出低应力区范围表达式及其影响因素;采用FLAC3D数值模拟软件分析巷道掘进和本工作面回采期间不同煤柱宽度下巷道围岩应力与位移演化特征。研究表明:(1)高强度开采综放工作面因采场尺寸大、推进速度快、断裂步距大,导致内应力场范围亦大于常规工作面。(2)高强度开采综放工作面区段煤柱宽度的确定,应充分考虑多次剧烈采动、基本顶破断、巷道大断面等因素,结合试验工作面地质生产条件确定内应力场范围6.31~7.58 m,合理煤柱宽度为9~14 m。(3)本工作面回采期间,覆岩结构被再次激活,致使围岩变形破坏加剧,煤柱宽度10~14 m时,煤柱具有一定自稳能力并承担较少的顶板载荷,综合考虑各因素确定合理煤柱宽度为10 m。(4)受高强度开采及基本顶破断等因素影响,窄煤柱沿空巷道可能诱发大范围破碎、煤柱帮大变形及顶板不对称下沉等变形破坏,要实现此类巷道围岩稳定性控制应对煤柱帮和顶板重点加固,据此,提出了非对称围岩控制技术,并进行现场应用,巷道控制效果明显。     

五阳煤矿孤岛综放工作面合理护巷煤柱宽度研究

为确定五阳煤矿"孤岛"综放工作面合理护巷煤柱宽度,控制回采巷道变形破坏,以7603工作面为工程背景,采用三维有限差分软件FLAC3D,对不同护巷煤柱宽度条件下的回采巷道围岩应力分布和塑性区发育特征进行了模拟分析,结果表明:该工作面合理的护巷煤柱宽度为22.5m。     

极近距离特厚煤层复杂条件下综放工作面矿压显现规律研究

以30515工作面为研究对象,对回风巷受上部2煤遗留区段煤柱影响,煤炮发生较频繁,局部区域巷帮破坏及水平位移明显的现象进行分析,采用FLAC3D模拟工作面上部实体煤和上部集中煤柱条件下支承压力分布。通过模拟可知,受上部集中煤柱的影响,工作面超前应力最大值为35MPa,超前工作面约28 m,小于不开挖上部2煤特厚煤层综放工作面两侧为实体煤条件下的42 m。     

棋盘井矿窄煤柱沿空掘巷围岩控制技术研究

 棋盘井矿0922工作面回风顺槽采用留20m宽煤柱护巷方式掘巷,掘巷期间矿压显现剧烈,出现大面积顶板垮落、底鼓严重现象,巷道维护十分困难。采用理论分析的方法,研究分析了回风顺槽的失稳机理。结果表明：煤柱宽度不合理造成的应力集中、锚杆支护强度以及预紧力低是0922工作面回风顺槽失稳的主要影响因素。在此基础上,研究确定了合理的煤柱宽度,并提出了高强度高预应力的锚杆支护技术。应用于工程实践,取得了良好的工程试验效果。     

综放面沿空掘巷合理区段煤柱尺寸的优化研究

 为了确定合理的沿空掘巷区段煤柱尺寸,结合沿空掘巷覆岩破断特征,掌握了覆岩破断结构的关键参数,理论分析了合理煤柱留宽,计算表明,在煤厚12m、机采高度3.5m的条件下,综放面区段小煤柱宽度以8.05~9.45m为宜。在此基础上,对8.05m、8.5m、9m、9.45m不同的煤柱宽度进行数值模拟,结果表明,煤柱宽度9.45m时,煤柱中部出现1.5~2m的弹性核,煤柱整体承载性能优于其他留宽方案,因此煤柱留宽最终确定为9.45m,该研究为8号煤层综放面沿空掘巷合理区段煤柱尺寸的确定奠定了基础。     

神经网络在锚杆支护方案优选及变形预测中的应用

根据综放回采巷道的特征,确定其锚杆支护形式优选需要考虑的因素为：围岩强度、煤层强度、巷道埋藏深度、围岩节理裂隙发育程度、采动影响、顶煤厚度、护巷煤柱宽度、巷道断面面积,这些因素和支护形式、支护参数一起对巷道围岩变形产生影响.根据巷道支护方案和围岩变形与其影响因素为非线性关系的特点,建立了综放回采巷道支护方案优选和围岩变形预测的神经网络模型,为支护设计和生产管理提供科学依据.