临空区煤柱内布置巷道的顶板动压危险分析与控制对策

针对砚北煤矿2502采区250204上工作面回风顺槽与已回采的250205上工作面留设20 m煤柱,将造成250204上工作面回采期间冲击危险性增大和巷道掘进维护困难的现状,通过模拟分析留设不同宽度煤柱及煤柱卸压前后的应力云图和煤体支承压力曲线,确定了250204上工作面安全回采的巷道布置方法和新掘巷道留设煤柱的合理尺寸,实现了巷道的安全施工,为以后采区的布置和煤柱的留设提供了参考。     

寺河矿西采区大采高工作面合理煤柱尺寸留设研究

主要以晋城寺河矿西采区首采面巷道间的煤柱留设为工程背景,深入分析大采高工作面煤柱尺寸对巷道围岩稳定性的影响,数值模拟工作面动压影响的范围和时空演化规律,进而确定西采区首采面巷道间的煤柱宽度为35m。在井下进行煤柱留设试验,监测从掘进到回采结束全过程的煤柱受力,评价煤柱留设效果。井下试验表明,寺河矿W1301工作面采用宽度35m的煤柱时巷道锚杆支护效果良好,围岩完整、稳定。煤柱应力监测工作验证了数值模拟的合理性,进一步提高了煤柱设计的可靠性。     

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。     

浅埋厚煤层分层开采保护煤柱合理宽度研究

为了确定浅埋厚煤层分层开采保护煤柱的合理宽度以及获知影响煤柱宽度留设的主要因素,采用弹塑性极限平衡理论分析煤层埋藏深度、煤层厚度、煤层倾角、煤的硬度、巷道断面大小和支护阻力等对保护煤柱合理宽度留设的影响;并利用相似材料模拟试验确定活鸡兔矿井1-2煤层的保护煤柱的最终合理宽度.结果表明煤柱稳定的基本条件是弹性核的宽度应不小于煤柱高度(即采高)的2倍;煤柱宽度的合理留设及采空和巷道侧对煤柱实施有效的支撑作用是保证煤柱及巷道围岩稳定的关键;活鸡兔矿井首采区上分层保护煤柱的宽度为20m,下分层保护煤柱的宽度定为12 m时,能有效控制煤柱的总变形量.     

巷道过断层及断层防水煤柱留设方法初探

以查清断层导水性特征为前提,提出巷道安全过断层的合适位置及断层破碎带的加固处理措施、防水煤柱的留设方案,以确保深部采区的安全生产.     

隆安煤矿邻近煤层开采工作面煤柱尺寸确定

为降低工作面掘进及回采期间巷道支护难度,减少巷道后期维护成本,提高工作面回采安全性,同时为了提高矿井煤炭资源回收率,结合隆安煤矿四采区11#煤层地质情况,通过数值模拟分析和煤柱尺寸宽度理论计算相结合的方法,确定了11#煤层开采留设煤柱的合理宽度为20 m.现场应用结果表明,工作面在开采过程中,巷道围岩受采动影响产生的变形量在可控范围之内,留设煤柱也处于较为稳定状态,达到了设计要求.     

小煤柱开采在提高资源回收率中的应用探讨

五矿目前采区回采率偏低,仅75%左右。为提高采区回采率,在8407工作面推广小煤柱开采。经方案比较采空侧巷道留设10 m煤柱,其支护强度符合小煤柱沿空掘巷要求、经济合理。     

相邻采空区煤柱宽度优化研究

针对兴隆庄煤矿七采区冲击地压防治的实际需要,采用理论分析和数值模拟研究了相邻采空区煤柱的采动应力变化规律和煤柱宽度优化。研究表明,开采过程中所留设的煤柱受两侧采空区的影响而产生压力叠加。通过研究不同煤柱尺寸条件下的煤柱应力分布规律,并结合理论研究和现场实际情况,得出了合理的煤柱尺寸,为兴隆庄七采区留设合理的采区隔离煤柱提供了科学依据。根据研究成果,在保证安全、减少煤炭损失的前提下,工作面留设了45m的采区隔离煤柱。     

利用沿空掘巷技术缩小顺槽护巷煤柱留设宽度

回采工作面顺槽多采用留设宽煤柱护巷的方式,在保护巷道稳定性的同时,也损失了大量煤炭资源。利用沿空掘巷技术可以有效地缩小顺槽护巷煤柱的留设宽度,从而提高采区回采率、节约大量煤炭资源。山西潞安郭庄煤业有限责任公司矿井一采区工作面顺槽采用传统的留设宽煤柱的护巷方式;生产采区接替至二采区后,工作面顺槽采用沿空掘巷的护巷煤柱留设方式。文章通过两种方式的技术对比对该问题进行分析探讨与研究,对其它矿井同样具有借鉴意义。     

深部厚煤层开采底板大巷保护煤柱尺寸研究

以丁集矿1282(3)工作面现场地质开采条件为基础,通过理论分析和现场观测,研究了深部厚煤层开采采动影响范围,提出了丁集矿西一13-1采区合理的保护煤柱留设尺寸,并为类似条件下工作面开采提供一定的参考。研究表明:1282(3)工作面采动影响范围为180 m左右,西一13-1轨道大巷为采动敏感型巷道,西一13-1采区工作面留设180 m左右的保护煤柱较为合理。     

全采区与条采区隔离煤柱留设宽度研究

根据威尔逊(Wilson)煤柱载荷理论,分析了两侧采空区在不同宽度情况下煤柱所承受载荷的计算公式,并根据相同的推导原理,得出了全采区与条采区隔离煤柱所承受载荷的计算公式.根据煤柱安全系数的可靠取值,推导出全采区与条采区隔离煤柱最小留设宽度的计算公式,并通过实例分析,得出在进行条带开采设计时,要根据隔离煤柱留设宽度的计算公式进行单独设计,以保证隔离煤柱的稳定性.     

厚煤层留窄煤柱沿空掘巷巷道支护设计

针对某矿2502采区250206上工作面轨道巷,提出采用留窄煤柱沿空掘巷技术进行采掘。通过FlAC3D建模分析留设窄煤柱掘巷支护的方案,理论上研究了锚杆、锚索各个参数对巷道围岩变形控制的影响,确定了最优的参数。通过对250206上工作面轨道巷进行现场应用,对巷道围岩多个测点进行数据监测,证明采用最优参数支护对巷道围岩起到了很好的支护效果。     

中厚煤层沿空掘巷煤柱合理宽度数值模拟分析

针对中厚煤层沿空掘巷条件下煤柱宽度合理留设的问题,应用FLAC3D数值模拟技术对不同煤柱宽度留设展开研究,对比分析了8种不同方案情况下煤柱宽度内应力分布规律及巷道围岩变化规律。模拟结果显示,不同宽度的煤柱具有不同的垂直应力场分布,巷道底鼓量、煤柱帮变形量和实体煤帮变形量受煤柱留设宽度影响较大,影响较小的为顶板下沉量。因此,综合分析煤柱内应力分布及巷道围岩变形量,确定寺家庄煤矿合理的区段煤柱留设宽度为3～4 m。     

大采高煤层采动状态下小煤柱留巷矿压显现规律

合理缩减采区保护煤柱的留设尺寸是提高资源回采率的有效措施。为探究采动状态下缩小煤柱的采区巷道围岩的矿压显现规律,以黄陵二号煤矿原综采工作面35 m保护煤柱优化为17.5 m小煤柱的技术工程为例,通过对工作面推进过程中的辅运巷道顶底板与两帮的移进量、锚索的外露长度与载荷变化情况、煤柱内部的支承压力演化趋势进行全方位、多尺度的监测,对巷道围岩变形与采动应力进行了实测分析与研究。结果表明,工作面进入小煤柱区域1 300 m区段,除底鼓外未出现大的变形和强矿压显现;辅运巷受采动影响区域为超前工作面220 m至工作面推进后的350 m;辅运巷煤柱帮部深度13 m的位置为煤柱围岩应力最大集中区域;围岩变形与应力变化随着工作面的推进趋于稳定,初步判断辅运巷应力场与位移场的扩展达到相对均衡的稳定阶段。该研究为缩小煤柱留设宽度和优化巷道支护参数提供了理论依据。     

文明煤矿采区下山保护煤柱合理尺寸计算研究

为了留设合理的采区下山保护煤柱,采用理论分析与计算机数值模拟两种手段展开研究,确定采区下山煤柱的留设准则,即在考虑双侧采动的前提下,尽可能将采区下山布置在原岩应力区内。并结合实际工程背景条件下,对采区下山保护煤柱的留设宽度进行计算,得到采区下山保护煤柱尺寸不小于33.8m,为了验证理论计算的合理性,采用计算机数值模拟,通过分析不同尺寸煤柱的支承应力峰值、塑性区分布范围与支承应力分布范围,最终确定40m宽的煤柱最为合理。     

三软厚煤层综放开采工作面窄煤柱合理尺寸研究

以赵家寨煤矿11采区的开采条件为背景,研究11208工作面下副巷煤柱的合理宽度,运用理论计算对煤柱宽度进行确定。通过数值模拟方法研究了不同煤柱宽度在开巷前和开巷后对巷道周围煤岩力学参数、巷道变形及塑性区的影响规律。结合现场实际情况,综合分析得出窄煤柱宽度取5m时,巷道稳定性较好。通过进行三软厚煤层综放开采工作面窄煤柱留设研究,对提高回采率具有一定借鉴意义。     

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。     

小煤柱沿空掘巷巷道变形规律研究

采用钻孔观测、位移及应力监测与数值分析方法研究了小煤柱沿空掘巷巷道变形及锚杆锚索受力特征。研究结果表明:留设的小煤柱分为破碎区、裂隙发展区与煤体完整区3个作用区,煤柱两帮在采动应力作用下破碎较为严重,煤柱内部完整性较好;巷道两帮位移量及位移速率均高于顶底板,巷道开挖初期巷道位移量及位移速率发展较快,后续逐渐平稳;煤柱侧锚杆受力强度整体高于工作面侧,两帮表现为巷道中间部位锚杆受力强度高于近巷道顶底部锚杆;切顶高度为10 m时最有利于巷道的稳定,大煤柱巷道两帮及顶底板变形量分别为小煤柱的3.4与2.6倍,变形稳定期约为小煤柱的1.8倍,小煤柱的留设具有较好的实践效果。     

综放工作面回采巷道窄煤柱宽度合理化研究

针对某矿深部采区区段煤柱宽度及巷道支护方案的设计难题,本文首先对区段煤柱的影响因素进行分析,运用深井厚煤层综放工作面窄煤柱沿空掘巷技术,对该矿1303轨道顺槽与上区段采空区之间留设的窄煤柱宽度进行计算,进而设计出1303轨道顺槽的永久支护方案,并进行了实践应用及围岩变形量观测,保障了沿空巷道围岩的有效控制,实现了预期的技术经济效益。     

上下分组开采工作面煤柱留设尺寸研究

为提高煤炭资源回收率和防止煤柱留设过小造成巷道围岩失稳变形破坏影响工作面安全回采,运用数值模拟方法分别对留设10m、11m、12m宽度煤柱进行巷道围岩应力变化模拟试验,确定11~#下组煤煤柱宽度为11m,上组煤煤柱宽度为25m。应用实践表明,工作面推进过程中,巷道没有发生大的破坏变形,煤柱保持较为稳定状态,工作面实现安全回采,证明留设的煤柱尺寸满足设计要求。