综放沿空掘巷煤柱合理宽度设计与应用

根据某矿区的某综放工作面的采矿地质条件,利用UDEC数值模拟软件对不同沿空掘巷保护煤柱宽度条件下巷道表面移动变形情况和围岩垂直应力分布规律进行了分析,并最终确定了综放面合理的煤柱宽度。同时,根据巷道围岩应力分布和移动变形情况,优化设计了巷道支护方案和加强支护方案。现场监测结果表明,顶板下沉为巷道变形的主要形式,两帮移近量较小,满足了生产的要求。     

巨厚煤层窄煤柱沿空掘巷及围岩控制研究

沿空掘进巷道必须使巷道处于合理的支护状态,才能保证安全生产。以某矿C3-5号层二盘区8204工作面巨厚煤层综放工作面小煤柱留设为背景,通过理论分析计算了沿空掘巷小煤柱合理宽度,针对综放回采巷道围岩的变形大、支护难等特点,提出合理支护方案。通过对巷道围岩变形情况进行分析,得出综放工作面沿空掘巷的围岩控制措施与6m宽窄煤柱沿空掘巷综放开采方案是可行的。     

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。     

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。     

煤柱宽度对综放回采巷道围岩力学特征影响分析

依据谢桥煤矿1151（3）综放工作面工程地质及开采技术条件,在对影响该条件回采巷道护巷煤柱宽度的因素分析基础上,应用计算机数值模拟（FLAC2D）,模拟并分析了不同煤柱宽度煤柱及巷道围岩在回采期间的应力分布及变形情况,获得了不同煤柱宽度巷道围岩在回采期间的力学特征,为综放开采回采巷道煤柱宽度的合理留设、支护参数选择、巷道围岩稳定性控制及安全生产提供理论依据。     

孤岛综放面巷道支护机理和技术研究

通过对综放面采空区侧向应力场和邻近采空区的煤体、顶板赋存状态的分析 ,提出孤岛综放面巷道围岩控制机理 :(1 )合理选择巷道位置 ,使巷道围岩应力小、稳定性好 ;(2 )运用锚杆、锚索支护和注浆固化提高围岩承载能力 ;(3 )支护体高阻让压适应围岩大变形。采用锚杆、锚索支护系统和高水速凝材料注浆固化技术 ,成功地维护了一个孤岛综放面的运巷和风巷 ,保证了孤岛综放面顺利回采     

煤柱宽度对综放工作面巷道位移的影响规律

应用现场实测和计算机数值模拟(FLAC3D)方法,研究调整并分析了不同煤柱宽度条件下,综放回采巷道围岩位移分布特征及其变化规律.研究结果表明,护巷煤柱的宽度不同,综放工作面巷道位移变形有很大差异,巷道围岩移动具有明显的采动影响近场效应;在一定的护巷煤柱宽度范围内,并非煤柱越宽越稳定,或在极窄小煤柱护巷条件下,将巷道布置在采空区边缘低应力区就有利于维护;合理的支护方式应能控制巷道呆动影响剧烈阶段的围岩变形,支护设计应从载荷控制向变形控制转变.     

综放沿空掘巷锚杆支护技术

通过对综放面采空区侧煤体应力分布的数值模拟 ,运用极限平衡理论确定了沿空巷道窄煤柱的宽度 ,进行了合理的巷道定位。提出了综放沿空掘巷围岩控制机理和高强锚杆支护方案 ,并应用于工程实践 ,取得了良好的技术经济效果。     

窄煤柱综放回采巷道围岩稳定性分析及控制技术

基于郭庄煤矿2304综放面运输巷具体地质及生产条件,采用数值模拟对不同煤柱宽度下沿空掘巷围岩应力分布特征进行深入分析。通过构建综放沿空掘巷弧形三角块结构模型,揭示综放面沿空掘巷围岩稳定性机理。根据现有巷道支护理论,提出树脂加长锚固高强锚杆支护系统并进行锚索补强的围岩控制技术。现场实践应用表明:支护方案对综放沿空掘巷围岩变形控制效果显著。     

王庄煤矿8105孤岛工作面巷道支护参数数值模拟分析

以王庄煤矿8105孤岛工作面运巷为例,通过FLAC3D软件模拟不同锚杆支护参数条件下巷道围岩的变形,最终确定巷道支护方案为:顶锚杆间排距800 mm×800 mm,窄煤柱帮锚杆间排距700 mm×800 mm,实体煤柱帮锚杆间排距900 mm×800 mm,并采用锚索补强。现场应用结果表明,确定的支护方案合理,支护效果良好,巷道围岩变形在预计范围内,并且巷道掘进成本明显降低。     

王家岭矿综放沿空掘巷合理煤柱宽度与控制技术研究

针对高强度开采综放工作面区段煤柱合理宽度留设问题,以王家岭煤矿为工程背景,通过钻孔窥视勘探基本顶断裂线位置阐明了巷道围岩的非对称破坏特征;建立了综放工作面侧向基本顶破断结构模型,推导出了沿空侧巷道顶板范围内弯矩表达式;采用FLAC3D数值模拟软件分析了不同煤柱宽度下巷道围岩应力与屈服区演化特征,确定了合理煤柱宽度为8 m;基于N2103回风平巷留设8 m护巷煤柱时顶板弯矩变化规律,提出了巷道围岩的非对称控制技术,并进行现场应用。结果表明：顶板、煤柱帮和实体煤帮位移量在工作面回采期间分别为216 mm、198mm和121 mm,巷道控制效果明显。     

综放回采巷道支护形式选择的距离判别分析方法及应用

选择支护形式是综放回采巷道支护设计的重要内容。根据综放回采巷道的围岩特征, 以围岩强度、煤层强度、巷道埋深、围岩节理裂隙发育程度、采动影响系数、顶煤厚度、护巷煤柱宽度和断面面积作为支护形式选择的指标, 借鉴距离判别分析理论, 建立了综放回采巷道支护形式选择的距离判别分析模型。应用表明: 距离判别分析模型选择能力强, 识别精度高, 是综放回采巷道支护形式选择的一种有效方法。该方法对综放回采巷道围岩道稳定性分类及支护方案选择等具有重要意义。     

综放复合顶板错层位外错式沿空掘巷异型窄煤柱宽度优化研究

针对复合顶板沿空掘巷窄煤柱留设宽度以及围岩稳定性难题,以试验矿井具体地质条件为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟等方法,对综放沿空掘巷窄煤柱稳定性问题展开研究。分析了不同窄煤柱留设尺寸条件下传统综放工作面沿空掘巷“T”型煤柱围岩应力和塑性区分布特征,研究表明,传统综放工作面留设“T”型窄煤柱沿空掘巷两帮围岩塑性区呈非对称分布,顶板复合岩层破坏深度广,且窄煤柱帮处于不均衡承载状态,宽高比小,自身稳定性差,承载能力差。基于上述问题提出错层位外错式沿空掘巷技术,针对不同尺寸下异型煤柱进行数值模拟研究,结果表明,与常规“T”型窄煤柱相比,其具有优越的“堵漏风、阻变形、能承载”的护巷效果,为巷道围岩控制技术提供有利条件。     

基于高强吸能锚杆支护的煤柱合理留设尺寸研究

了提高煤炭回采效率、实现正常回采和顺利完成工作面安全接替的生产要求,针对经纺煤业3-508综放工作面25m煤柱尺寸进行优化,自主设计研发了高强稳阻吸能锚杆,并对其力学特性进行了试验研究,提出了高强稳阻支护方案,通过FLAC3D模拟不同支护方案和不同煤柱尺寸下的巷道围岩垂直应力变化、塑性区分布规律和巷道变形差异对比得出结论。研究表明：与经纺煤业现有支护方案对比,采用新型高强稳阻吸能锚杆支护技术可以提高巷道围岩的稳定性,将原有25m煤柱尺寸缩减为5～10m,减少了煤炭资源的浪费。研究结果可以为经纺煤业留设合理煤柱尺寸和巷道稳定性控制提供指导意见和科学依据。     

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。     

综放工作面回风巷小煤柱沿空掘巷支护设计

为解决东周窑矿8105综放工作面5105回风巷道小煤柱沿空掘巷动压巷道支护难题,根据已掘巷道支护和变形情况,确定采用高预应力全锚索组合支护系统,并针对掘巷过程中不同地段地质构造条件,有针对性的调整支护方案,加强巷道支护,取得了较好的效果。     

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。     

综放沿空巷道不对称破坏特征及其原因分析

随着我国综放条带式开采的推广,留煤柱护巷的沿空留巷技术成为主要布置方式之一,但是也出现了矿压的不对称显现等新的围岩控制问题。在深入调研统计的基础上,详细阐述了宽煤柱护巷和窄煤柱护巷条件下,综放沿空留巷的变形破坏时间和特征,并进一步分析两种情况下的变形破坏原因。宽煤柱护巷不对称变形破坏原因为煤柱宽度留设不足和垂直应力的非对称分布,窄煤柱护巷不对称变形破坏的原因为采动影响形成的水平应力和侧向支承压力的分布不均。     

特厚煤层综放工作面防冲煤柱宽度优化

为研究强冲击倾向性特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度，对华亭煤矿250102工作面频发的冲击地压现象进行分析，发现250102工作面20m区段煤柱内存在着极易诱发冲击地压的应力条件，具有典型的煤柱型冲击地压特征。采用数值模拟和理论计算的方法对2501采区工作面区段煤柱合理宽度进行模拟计算。研究表明：当煤柱宽度为5m时，应力集中系数最低，为1.14，冲击危险程度较低|当煤柱宽度为20m时，应力集中系数达到最高，为3.40，冲击危险程度达到最大|当煤柱宽度为25m以上时，应力曲线由单峰转化为双峰，煤柱由小煤柱的屈服阶段进入到大煤柱的承载阶段，冲击危险程度在不断降低|理论计算得出适合2501采区工作面区段煤柱宽度为5.64m，与数值模拟结果较为吻合。2501采区后续工作面均采用6m宽的区段煤柱，经实践验证，该宽度的区段煤柱对华亭煤矿冲击地压的防治效果较好。     

厚煤层综放面切眼跨度对围岩稳定的影响

综放面切眼是一种特殊的煤层巷道，由于其跨度大、顶煤厚和围岩整体强度低等特点，导致切眼围岩稳定性较低，支护困难。以西沙河煤矿1901综放面为研究背景，在现场生产技术条件的基础上，总结切眼围岩的破坏规律，并利用数值模拟软件详细分析不同切眼跨度对围岩稳定性的影响。结果显示：随着切眼跨度的增大，顶板及两帮塑性区增大，最大位移值增大;且应力由帮部向顶角转移，顶角破坏严重，应重点支护。最后提出支护方案，并进行工业性试验，效果良好。