沿空掘巷窄煤柱留设宽度工程设计与实践

沿空掘巷窄煤柱宽度的合理确定不仅可以提高煤炭资源的采出率,而且可以降低巷道维护难度、改善巷道维护状况.通过理论计算、数值模拟及工程实践对于窄煤柱的技术要求,最终确定郭屯煤矿1303工作面轨道顺槽沿空掘巷窄煤柱的宽度.     

复合顶板窄煤柱沿空掘巷技术探讨

阐述了窄煤柱沿空掘巷实质;依据某矿双巷掘进的实际情况,采用岩层控制理论和数值模拟等方法,对某矿复合顶板巷道沿空掘巷技术进行探讨;对窄煤柱沿空掘巷的可行性和煤柱稳定性进行了研究;依据不同宽度的窄煤柱与巷道围岩变形量的关系,确定了合理的窄煤柱宽度。研究结果表明,窄煤柱沿空掘巷的关键是煤柱宽度的合理确定.随着煤柱宽度的加大,顶底板位移量减小,围岩整体变形量呈减小趋势,结合极限平衡理论计算,最终确定窄煤柱的合理宽度为6m。     

某矿沿空掘巷窄煤柱合理留设与控制

为解决煤矿沿空掘巷过程中因煤柱留设问题引起的围岩变形问题,提高煤炭回采率及安全性,以某矿20109工作面地质情况为研究背景,采用理论分析与FLAC~(3D)数值模拟方法,研究煤柱宽度对窄煤柱稳定性造成的影响,通过分析窄煤柱围岩应力分布规律与窄煤柱掘巷期间围岩变形规律,初步确定煤柱合理留设宽度,并结合矿压监测数据最终确定了煤柱宽度。结果表明:沿空掘巷留设8m煤柱方案可行,能够有效控制巷道围岩变形量,减小沿空掘巷围岩支护难度,提高了煤炭开采量,增加了经济效益。     

西曲矿8号煤层沿空巷道围岩变形规律及控制研究

基于西曲矿18404工作面沿空掘巷实际地质条件为工程背景,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,研究了窄煤柱宽度对沿空巷道围岩变形规律的影响,研究发现,随着煤柱宽度的增加,围岩变形破坏得到明显改善,并以此确定煤柱的合理宽度;对于沿空巷道围岩变形的控制,依据工程类比,给出支护方案,并在实际生产中取得了较好的效果。     

注浆加固技术在沿空掘巷中的应用

为确定宁夏某矿12203工作面沿空掘巷合理的煤柱宽度以及沿空巷道可靠的围岩控制技术,以沿空掘巷大、小结构理论为基础,通过数值模拟分析并根据工程实践,提出了采用5 m小煤柱进行护巷的方法,设计了沿空掘巷支护技术方案并配合注浆加固技术以提高煤柱的承载能力.实践表明,注浆加固技术可以有效地控制沿空掘巷的围岩稳定性.     

大采高工作面沿空掘巷窄煤柱合理尺寸研究

以某矿3046工作面留设区段窄煤柱为工程背景,采用极限平衡理论、数值模拟、工程实践三种方法分析沿空掘巷窄煤柱合理尺寸。通过极限平衡理论计算得到沿空掘巷窄煤柱宽度为4.83m~5.64m。通过FLAC3D分析不同煤柱宽度情况下煤柱应力分布和巷道围岩位移分布规律,综合考虑煤柱垂直应力和围岩应力模拟结果得到沿空掘巷窄煤柱宽度为5m~6m。通过现场试验,表明该煤矿柱在锚梁网+锚索联合支护情况下,顶底板移近量为60mm、两帮移近量为65mm,合理煤柱宽度为5m左右。     

松软破碎复合顶板沿空掘巷窄煤柱宽度与围岩控制技术

为了解决松软破碎复合顶板沿空掘巷煤柱宽度确定及其围岩控制难题，针对某矿21210工作面沿空掘巷复合顶板松软破碎、脱落离层甚至大面积冒顶等变形破坏特征；采用理论分析、数值模拟及工程实践等方法，综合确定其窄煤柱宽度为7 m；并提出了相应的围岩控制对策与技术。结果表明：内应力场宽度为11.8 m，靠近采空区侧与巷道侧的煤柱破坏宽度分别为2.5 m和1.8 m，窄煤柱合理宽度范围为5.6～7.3 m;7～11 m煤柱尺寸时，巷道顶板围岩塑性区减小，弹性核区范围扩大，有利于锚杆索在复合顶板中的锚固；采用7 m煤柱与“高强锚杆（索）槽钢桁架网+顶板注浆”联合支护技术后，实现了对松软破碎复合顶板沿空掘巷围岩的有效控制。     

迎采动面沿空掘巷窄煤柱合理宽度研究

窄煤柱作为迎采动面沿空掘巷围岩结构的关键部位,它结构整体的稳定性对沿空巷道围岩稳定性控制起着关键作用。以山西某矿的2207轨道顺槽为研究对象,结合煤层的生产地质条件,采用FLAC~(3D)数值模拟技术,对迎采动面沿空掘巷窄煤柱合理宽度进行研究。     

窄煤柱沿空掘巷围岩变形特征及控制技术研究

针对沿空掘巷围岩两帮变形大的问题,结合某矿15014工作面回风顺槽工程地质条件,对不同窄煤柱下的巷道围岩变形量进行数值模拟,最终确定合理窄煤柱宽度为6 m。工程实践表明:当采用6 m窄煤柱沿空掘巷时,顶底板移近量最终稳定在190 mm、两帮变形量稳定在270 mm左右,既能够提高煤炭的回采率,又能够有效控制巷道围岩变形。     

顶板未稳定情况下沿空掘巷区段窄煤柱宽度研究

以皖北钱营孜煤矿W3214工作面运输平巷为例,通过现场实测、理论计算和数值模拟计算对顶板未稳定的情况下沿空掘巷区段煤柱合理宽度进行研究,为该矿W3214工作面设计合理窄煤柱宽度。通过理论计算和运用UDEC4.0软件,对不同煤柱宽度下巷道变形破坏规律的数值模拟,两者相结合确定最佳合理的窄煤柱宽度方案。模拟4种不同宽度煤柱时的垂直位移量和水平位移量,经比较分析,最终确定沿空掘巷区段窄煤柱的合理尺寸宽度为5 m。数据表明,遇到窄煤柱情形下,沿空掘巷的巷道掘进区段仅使煤巷围岩产生小范围的应力重新分布,但不会使围岩发生大范围的变化。     

迎采动面沿空掘巷围岩变形规律及控制技术

迎采动面沿空掘巷经历邻近工作面侧向基本顶断裂、转动及稳定的全过程动压影响后,巷道围岩将产生大变形、维护困难.采用理论分析、数值计算和现场试验研究迎采动面沿空掘巷围岩变形规律和控制技术,得到该类巷道受邻近工作面采动影响后围岩呈现非对称变形,窄煤柱和顶板变形剧烈,提出提高窄煤柱和顶板支护强度使围岩形成有效承载体是保持迎采动面沿空掘巷整体稳定的关键,据此提出了合理的围岩控制技术:1)合理确定窄煤柱宽度,使邻近工作面采动影响稳定后巷道处于应力降低区;2)高强度大延伸率锚杆控制围岩变形;3)加强窄煤柱、顶板支护,提高关键部位承载能力.棋盘井煤矿工程实践表明,该技术有效控制了该类巷道围岩变形量,取得了良好效果.     

沿空掘巷窄煤柱宽度数值模拟研究

为研究沿空掘巷时窄煤柱的合理宽度,以元贾煤矿30107工作面沿空掘巷为研究对象,采用理论计算、数值模拟及现场监测的方法确定窄煤柱的合理宽度。结果表明:30107工作面煤柱的合理宽度为5 m时,巷道围岩变形量符合安全高效生产要求。     

沿空掘巷围岩控制的时效特征

针对掘巷滞后时间、沿空掘巷围岩经历掘巷和回采两次扰动的影响,采用理论分析、数值模拟和工程实践研究了沿空掘巷的开挖巷道和回采过程窄煤柱对围岩的控制作用.研究结果表明开挖巷道最佳时间和煤柱宽度的选择是沿空掘巷在掘进和回采期间控制围岩稳定的关键.沿空掘巷实体煤帮加固,延缓围岩小结构的失稳破坏;合理选择加固煤柱的支护结构对提高煤柱承载能力和维护其稳定至关重要.工程实践证明沿空巷道在掘巷和回采过程中围岩变形明显不同,两帮加强支护能有效地控制沿空掘巷的围岩稳定.     

五沟煤矿沿空掘巷窄煤柱宽度的合理设计

运用理论计算与UDEC数值模拟软件分别对五沟煤矿1023工作面沿空掘巷合理留设窄煤柱宽度进行研究,分析不同煤柱宽度下沿空掘巷围岩变形规律以及围岩表面位移规律,确定了留设窄煤柱的合理宽度。通过现场应用表明,窄煤柱的留设宽度符合使用要求。     

羊东矿8263工作面沿空掘巷窄煤柱宽度优化研究

窄煤柱宽度是沿空掘巷顺利实施的关键因素。以羊东矿深部8263工作面沿空掘巷窄煤柱宽度合理留设为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究采空区边缘煤体应力分布,分析不同宽度煤柱的稳定性。结果表明:采空区边缘煤体应力具有分区特性,可分为卸载破裂区、极限塑性区、弹性应变区及原岩应力区,卸载破裂区和极限塑性区宽度分别为5.2和8.7m。通过对比分析不同宽度煤柱的应力分布、围岩破坏和巷道变形情况,确定留设5m宽的窄煤柱能够保证巷道稳定。现场矿压监测表明,留设5m宽的窄煤柱,沿空掘巷可有效保证巷道在服务期内的正常使用。     

迎回采面沿空掘巷合理煤柱宽度确定及应用

采用理论计算、数值模拟相结合的方法,对平沟煤矿090203工作面回风巷道相向临近区段回采工作面掘进工程中,历经临近区段工作面倾向老顶活动全过程影响期间,护巷窄煤柱的合理宽度进行了研究,确定合理窄煤柱宽度为5m。将这一宽度应用于该工作面回风巷道迎采沿空掘巷实践,监测表明巷道断面收敛率为12.3%,巷道整个服务期间没有发生漏风渗水现象,巷道围岩维护取得良好的效果。采用这种方法来确定迎采沿空掘巷窄煤柱宽度是合理的。     

特厚煤层综放开采沿空掘巷窄煤柱围岩控制

针对某矿特厚煤层综放开采沿空掘巷宽煤柱护巷时带来的巷道变形量大,煤炭损失严重等问题,提出了窄煤柱护巷技术.以该矿8305工作面为工程背景,结合内外应力场理论和极限平衡区理论,得出基本顶断裂线位置距采空区为3m,并最终确定窄煤柱宽度为6m.基于对特厚煤层窄煤柱护巷围岩控制难点分析,提出了顶板以高强高预应力锚杆支护系统、组合锚索支护系统和多锚索-钢带桁架系统的强力联合支护技术,煤柱帮采用强力锚杆支护系统和喷浆加固的围岩控制技术,以及实体煤帮钻孔卸压处理和强力锚杆、锚索支护系统对特厚煤层沿空掘巷围岩稳定性的控制.现场实践表明,5305巷道围岩控制效果良好,能够实现对特厚煤层沿空掘巷围岩稳定性的控制.     

沿空掘巷煤柱合理宽度及支护技术研究

针对某矿2205皮带顺槽沿空掘巷煤柱留设及支护技术问题,采用数值模拟的方法计算得出相邻工作面回采后采空区侧向支承应力分布规律以及沿采空区掘巷后区段煤柱内应力重新分布规律,通过比较不同宽度煤柱巷道维护效果,确定出合理的煤柱宽度,把巷道布置在应力降低区,不仅提高了煤炭采出率,而且减小了巷道围岩压力,改善了巷道维护状况。同时针对沿空掘巷,提出了围岩强化控制技术思路。即加强顶板控制,减弱顶板压力对帮部的传递;同时加强对沿空侧帮部的加固;提高初期支护强度,采用高强锚杆、高预应力锚索,在巷道开掘初期提供较高的预应力,控制巷道初期变形。工业性试验表明,某矿2205皮带顺槽在开掘与回采期间,变形趋于稳定,巷道控制效果良好。     

综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度设计及其应用

采用极限平衡理论和数值模拟方法对综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度进行了分析。依据不同宽度的窄煤柱与巷道围岩变形量的关系,确定了合理的窄煤柱宽度,并应用于工程实践。实践结果表明研究确定的窄煤柱宽度合理、技术和经济效益显著,对类似条件下综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定有一定的指导意义。     

基于煤岩应力监测的深井沿空掘巷煤柱宽留设研究

为确定合理的区段小煤柱宽度,保证深部矿井沿空巷道的稳定性和实现工作面安全回采,以高家堡煤矿101工作面为例,采用钻孔应力监测方法,对101工作面推过前后的侧向煤体应力分布特征进行了实测研究,为沿空掘巷小煤柱留设提供实测资料。研究结果表明:工作面侧向煤体应力峰值至煤壁13~17 m,至煤壁9 m之内属于应力降低区,在该范围区内沿空掘巷,可避免受较高支承压力的影响,有利于巷道维护。在此基础上,采用数值模拟方法,优化分析得到103工作面沿空掘巷小煤柱合理宽度为6~7 m,103回风巷(沿空掘巷)实际小煤柱宽度为7 m,通过对103沿空巷道围岩变形及锚杆锚固力现场监测,表明巷道围岩变形量不大,顶板、小煤柱帮及工作面帮巷道最大变形量分别为112、88、75 mm,锚杆锚固力变化相对较小,巷道维护状况较好,能够满足工作面安全回采。