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。     

动压沿空掘巷煤柱宽度留设数值模拟研究

通过FLAC~(3D)对留设煤柱宽度为4、6、8 m分别进行模拟,对比分析各方案巷道围岩垂直位移、水平位移及塑性区分布。研究表明:煤柱宽度为8 m时巷道围岩垂直位移和水平位移最小,塑性区范围最小。所以选取8 m煤柱宽度为该煤矿7112运输巷的留设煤柱宽度。     

复合顶板沿空掘巷煤柱尺寸优化

为研究复合顶板沿空巷道围岩变形破坏机理,通过3DEC数值模拟离散元方法分析了10种不同方案。研究表明:复合顶板沿空巷道顶板下沉量和煤柱帮水平位移量较大,是巷道支护的关键问题,同时确定在硬软相间类复合顶板条件下沿空掘巷窄煤柱的留设宽度为3.5 m。     

中厚煤层区段煤柱合理留设宽度分析

工作面开采过程中区段煤柱合理留设宽度对矿山提高回采率及巷道围岩稳定性具有重要作用。以彬长矿区某矿综采工作面区段煤柱留设为研究背景,通过区段煤柱宽度理论计算,得出煤柱宽度为7.9～9.8 m。利用数值模拟方法分别对8 m、10 m、15 m煤柱宽度条件下工作面开采过程中的煤柱垂直应力、水平应力和位移进行研究,发现从平衡应力场状态出发,留设8～10 m宽度煤柱以确保应对较长时间尺度下煤岩体非塑性状态的蠕变和流变;而从平衡后的位移场出发,选择留设8 m煤柱即可满足其变形很小且有一定有效宽度并处于良好弹性状态,同时能够发挥其对顶底板岩层的支承作用和对巷道的保护作用。综合分析相关结果并应用于工程实践中,得出了区段煤柱合理留设尺寸,为类似条件下区段煤柱的留设提供了依据。     

区段煤柱留设合理宽度FLAC3D数值模拟研究

本文以河北某矿6#煤实际开采情况为背景,通过采用FLAC~(3D)数值模拟方法对留设不同宽度区段煤柱时,煤柱内应力和位移分布、煤柱宽度与巷道围岩稳定性进行了分析,得出了工作面间需留设合理煤柱宽度范围,在此基础上,结合矿井实际情况,确定采用留设6m区段煤柱方案,并进行了工业性试验。通过观测发现随着工作面的不断回采,巷道围岩先后经历无采动影响阶段、采动影响阶段以及采动影响剧烈三个阶段,巷道围岩处于可控范围之内,满足生产要求,这与按经验需留设15m区段煤柱相比,减少了煤炭损失,提高了采出率,同时本文的研究对类似条件下区段护巷煤柱的留设具有指导和借鉴意义。     

深井综放工作面沿空掘巷合理小煤柱尺寸及滞后距离研究

为了确定孔庄煤矿IV1采区沿空掘巷的合理区段煤柱尺寸,针对孔庄煤矿深部开采的7433综放工作面地质和开采技术条件,利用FLAC~(3D)数值模拟软件建立工作面回采的三维力学计算模型,得出工作面侧向煤体支承压力分布规律。其中低应力区范围为10m,支承压力影响范围为58m,支承压力高峰位于煤壁内26m;回采后采空区上部岩梁运动基本稳定时滞后工作面的距离为280～300m。在此基础上,通过数值模拟软件分别对留设不同尺寸煤柱进行模拟分析,对比不同煤柱尺寸下沿空巷道煤柱侧水平位移、巷道顶板下沉量以及四周塑性区范围,最终确定留设煤柱的最优尺寸为7m。     

工作面煤巷支护方式和区段煤柱尺寸组合正交试验与数值模拟

针对西部浅埋厚煤层工作面煤巷支护方式与区段煤柱留设尺寸的最佳组合问题,以杨家村煤矿222205工作面为例,采用正交试验得到9组不同工作面煤巷支护与留设煤柱方案组合;通过数值模拟,得到9种不同支护方案巷道应力集中系数、顶底板及两帮位移变化,最终确定了最优方案为方案6(A3B3C2),即顶板采用锚杆间排距为1 100 mm×1 000 mm、帮部锚杆间排距1100 mm×1 400 mm(使用1根)、锚索交叉支护方案,留设煤柱宽度15 m。     

黑龙关煤矿沿空掘巷区段煤柱留设宽度的研究

为了科学设计黑龙关煤矿11#煤层区段煤柱的宽度,采用FLAC3D软件建立11603工作面顺槽数值模型,并通过理论计算、工程实测等方法对11#煤层区段煤柱宽度进行优化设计。通过建立覆岩-煤柱力学模型,模拟研究不同宽度区段煤柱影响下煤柱内的垂直应力分布特征及沿空巷道掘进稳定后巷道围岩的表面位移量,最终确定11603工作面顺槽沿空掘巷留设合理煤柱宽度为9 m。现场应用9 m区段煤柱进行11603工作面顺槽的沿空掘巷作业后,围岩表面位移量均在合理范围内,9 m宽区段煤柱可以保证巷道的安全掘进及正常回采。     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度设计研究

为了研究沿空掘巷窄煤柱合理宽度留设问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,理论计算了窄煤柱的宽度,推导出了窄煤柱留设的合理宽度的计算公式;然后数值模拟了不同宽度的窄煤柱下围岩应力分布规律、窄煤柱水平位移场以及巷道围岩变形量规律,最终确定某煤矿的沿空留巷的窄煤柱留设宽度为5 m。研究为综放开采区段煤柱宽度的确定提供了指导。     

某矿三软煤层18m煤柱下巷道稳定性分析

某矿井开采煤层属于典型三软煤层,1301工作面与1303工作面区间的煤柱尺寸为18 m,在巷道掘进及工作面推进过程中围岩变形量大,严重影响了巷道使用。为确定18 m煤柱留设的合理性,结合钻孔窥视仪、声波探测、十字观测法对巷道两帮及顶板内部裂隙、围岩松动圈发育、巷道围岩位移量进行了观测。分析认为,该矿巷道围岩失稳的主要原因是在三软条件下区段煤柱尺寸留设不合理,需对煤柱尺寸进行优化设计。