采掘交锋条件下巷道应力分布特征及控制技术

为了研究采掘交锋时的巷道应力特征和支护技术,采用FLAC3D模拟得到回风巷在回采面后方0～75 m范围时,巷道围岩变形量占总变形的70%左右,是采掘交锋时巷道主要变形破坏区域。采用锚网索加固巷道,单体液压支柱挑棚支护,合理留设煤柱尺寸及注浆加固煤柱方式提高巷道和回采面稳定性,实现了安全生产。     

深部回采巷道区段煤柱合理宽度研究

为了揭示深部矿井回采巷道不同煤柱宽度条件下的围岩位移分布特征及变化规律,根据平煤股份六矿丁56-22220工作面回风巷道的工程地质和技术条件,结合理论计算,应用数值模拟(FLAC3D)分析了围岩位移分布特征以及变化规律。研究结果表明,在一定的护巷煤柱的宽度下,并非煤柱越宽越稳定;煤柱在3~6 m时巷道变形量较小,大于6 m时巷道变形量较大。该研究为类似开采条件下的区段合理煤柱宽度的选择确定提供了参考依据,有利于巷道合理的支护和维护、巷道围岩稳定性控制以及提高煤炭资源采出率。     

沿空掘巷煤柱合理宽度及薄喷密闭技术研究

针对综放开采煤柱护巷效果不佳、围岩变形量大、采空区侧瓦斯溢出等问题，以建新煤矿4209工作面回风巷为工程背景，根据极限平衡理论计算出煤柱的合理宽度为7.8～9.0 m，并利用FLAC3D软件探究不同煤柱宽度下的巷道围岩塑性区发育规律、应力分布特征、变形情况，综合分析得出煤柱最佳宽度为9 m。基于模拟结果及薄喷密闭原理，结合现场实际条件，设计了巷道支护及薄喷密闭方案。实践结果表明：采用9 m煤柱和薄喷密闭技术后，4209工作面回风巷整体围岩变形量较小，且瓦斯浓度明显降低，满足工作面安全高效生产的需求。     

综采工作面区段窄煤柱尺寸研究

以莒山矿f3202工作面回风巷道为工程背景,通过理论分析和数值模拟对区段煤柱进行了系统的研究:首先通过理论分析确定区段煤柱的最小宽度为5.73 m;其次通过数值模拟分别研究了煤柱宽度为4 m、6 m、8m、10 m条件下煤柱应力分布规律及巷道围岩变形规律。最后结合理论分析及数值模拟研究结果,确定窄煤柱尺寸为8 m。     

特厚煤层综放开采侧方临空覆岩空间结构运动规律及煤柱宽度研究

基于郭家河煤矿1305工作面回风巷围岩破碎严重、巷道变形大的开采现状,综合运用现场实测、矿压理论、断裂力学及数值模拟等多种方法,对工作面进入侧方采空区支承压力影响范围前后的巷道围岩变形与破碎状况、侧方覆岩空间结构运动规律、合理区段煤柱宽度等进行了分析。研究结果表明:侧方采空区影响下,临空巷道表面变形量与围岩破碎程度显著增加;侧方覆岩结构破断形成"弧形三角块",B岩块起到关键性作用;保证巷道围岩稳定的区段煤柱宽度不应小于35m。     

深埋强冲击煤层工作面区段煤柱宽度确定

为了确定冲击地压矿井合理区段煤柱尺寸,以葫芦素煤矿21103工作面为研究背景,采用理论方法对煤柱极限平衡区宽度进行了计算,从煤柱应力和围岩变形两方面入手构建了不同煤柱宽度下的数值模拟运算,并对21103辅运巷煤柱宽度分4m、6m、8m、10m、12m、14m、16m、18m、20m、22m、24m进行监测,得出：理论计算得到区段煤柱宽度为9.1～10.7m|数值模拟结果显示煤柱应力随宽度增大呈先增大后减小的趋势,5m时应力最低,15m时应力最高。巷道顶、底板及实体煤帮变形量与煤柱宽度成反比,煤柱侧帮位移量先增大后减小,煤柱为10m时位移量最大,综合应力与围岩变形模拟结果建议区段煤柱5～10m为宜|实测数据分析结果显示合理煤柱宽度在10～12m。最终得出葫芦素煤矿区段煤柱最优宽度为10m。     

中厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性研究

以恒源煤矿487工作面窄煤柱沿空掘巷为工程背景,基于该矿工程实况采用理论计算、数值模拟等手段综合确定487工作面回风巷最优护巷煤柱宽度为5m;基于数值模拟分析了487工作面回采后沿空掘巷超前段顶板、实体煤以及煤柱内围岩应力分布、围岩变形与塑形区演化特征,针对性提出了高强锚杆索组合非对称支护技术,并分析了巷道支护应力场的...     

浅埋煤层群无煤柱回采巷道分区域高效支护技术

为提高资源回收率及控制巷道围岩变形,9203工作面回风巷采用无煤柱沿空留巷技术。通过对9203工作面地质情况分析,回风巷分为垮落段Ⅰ、留巷段Ⅱ和煤柱段Ⅲ三段。留巷段采用高水充填沿空留巷和巷道分区域加密支护措施,高水充填水灰比0.8:1,充填体宽1.0 m。与通常巷道掘进技术相比,9203工作面回风巷节省支护材料费用282.89万元,缩短掘进工期4.5个月,有效解决了矿井采掘接续紧张问题。     

特殊地质条件下工作面终采线合理位置的确定

为解决褶皱构造条件下龙马矿3206工作面终采线合理位置确定的问题,模拟了3206工作面终采线距3207工作面回风巷25、20、15、10 m时回风巷的应力分布情况,并对比分析其围岩变形情况,结果表明:3206工作面终采线距3207工作面回风巷20 m时,围岩应力为6.2～ 12.6 MPa,支承压力峰值达到最小值,巷道顶板下沉量控制在100 mm以内,在保证3206工作面安全回采及减少煤柱损失的同时,也确保了3207工作面回风巷的稳定.     

遗留煤柱下近距离特厚煤层临空掘巷合理煤柱尺寸北大核心

选择合理的护巷煤柱尺寸是临空掘巷成功和安全的前提;以某矿30503工作面为背景,采用理论分析、数值模拟和现场实践相结合的方法,对上覆遗留煤柱和本煤层相邻采空区条件下临空掘巷区段煤柱的合理尺寸进行了研究。结果表明:通过理论分析遗留煤柱沿底板应力变化规律,确定区段煤柱留设尺寸范围应在7~10 m之间;运用数值模拟分析了不同煤柱宽度条件下临空巷道煤柱应力和变形破坏规律,综合理论分析和数值模拟得出留8 m煤柱合适。现场监测结果表明,留8 m煤柱时,临空巷道顶板最大变形量为359 mm,两帮变形量为66 mm,巷道围岩变形稳定,能够满足现场实际生产要求。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷小煤柱留设与支护研究

为研究特厚煤层综放工作面沿空掘巷留设小煤柱的合理宽度,以塔山煤矿8117工作面回风巷为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场实测相结合的研究方法进行研究。研究表明：相邻工作面采空区稳定后煤体侧向支承应力降低区范围为0～13.7 m,煤柱宽度在8 m以下可确保8117工作面回风巷处于应力降低区,有利于巷道围岩的稳定;煤柱宽度大于8 m时,煤柱内弹性区随煤柱宽度的增加而增大,煤柱中部垂直应力开始超过原岩应力;最终确定采用8 m小煤柱。现场观测表明,留设8 m煤柱时,8117回风巷在掘进和回采阶段巷道两帮移近量和顶底板下沉量较小,煤柱可以有效支撑顶板、控制围岩变形。     

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。     

注浆技术在沿空掘巷围岩加固中的应用

针对沿空掘巷护巷煤柱两侧松散破碎区不起承载作用的现象,通过注浆加固的方法,将巷道侧煤柱松散破碎区的煤体加固,达到减小护巷煤柱宽度的目的。阳煤五矿8407工作面沿空掘巷煤柱宽为10 m,受煤柱两侧松散破碎区的影响,巷道变形量较大。在巷道侧煤柱松散破碎区内进行了注浆加固试验,通过注浆加固试验段巷道与未注浆加固段巷道变形量、围岩应力的观测对比可知:注浆加固试验段破碎区承载力明显大于未注浆加固段破碎区的承载力,巷道变形量明显小于未注浆加固段巷道变形量。     

三软煤层复合顶板留小煤柱沿空掘巷锚网带索支护技术

针对三软煤层复合顶板条件下小煤柱沿空掘巷的支护问题,对其围岩的关键块体和支护结构进行稳定性分析,结合许疃矿三软煤层复合顶板的特殊地质条件,应用FLAC2D对7128工作面回风巷掘进前的围岩应力分布情况和不同小煤柱留设宽度下巷道围岩的应力和变形情况进行数值模拟,得出沿空掘巷小煤柱留设宽度对软煤和中硬煤顶板下沉量的影响程度及巷道围岩变形控制的关键因素,确定留小煤柱的合理宽度为5 m,且优化设计了锚网带索支护方案,并在7128工作面回风巷进行了工业性实验,效果良好。     

楔形护巷煤柱沿空巷道矿压显现规律研究

基于百善煤矿北大巷煤柱孤岛工作面现场具体地质条件及生产情况,通过采用FLAC3D数值模拟软件对楔形护巷煤柱沿空掘巷回采巷道受工作面超前支承应力影响过程中巷道围岩变形规律进行了分析研究。研究结果表明不同护巷煤柱宽度下巷道围岩应力分布差异较大,最终导致巷道变形有较大的不同,针对这种差异,提出在同一条巷道内不同区段采用相对应的支护方式及加固措施才能保证工作面的正常回采。     

豹子沟矿10203工作面运输顺槽小煤柱护巷支护技术

针对豹子沟矿10203工作面小煤柱留设及回采巷道支护问题,现场观测分析了邻近10103回采巷道顶板岩层结构及支承压力规律,得出回采巷道为煤巷,围岩强度较低,工作面存在断层,区段煤柱应取在应力降低区8～10 m处。采用FLAC^3D数值模拟了10203工作面不同小煤柱宽度时掘进及回采期间围岩变形情况,确定10203工作面留设10 m的区段煤柱。优化支护后在10203工作面回采巷道进行了应用,在新支护参数下小煤柱总体比较稳定且回采巷道变形量较小,完全满足矿井安全生产需要。     

白芨沟煤矿区段煤柱内沿空掘巷窄煤柱留设尺寸研究

为了解决区段煤柱内沿空布置瓦斯通排巷时合理确定留设煤柱尺寸的问题,以白芨沟煤矿布置010203工作面瓦斯通排巷为工程背景,通过采用内应力场理论计算、现场实测与FLAC3D数值模拟相结合的方法,对区段煤柱内窄煤柱留设尺寸展开研究。研究结果表明:由现场实测及理论分析可知,内应力场分布范围距采空区0～7m,在该范围内煤体处于应力相对较低的状态;由数值模拟结果可知,留设不同尺寸窄煤柱下区段煤柱内应力的分布特征,随窄煤柱宽度增加窄煤柱内垂直应力呈增大趋势,且瓦斯巷受工作面采动影响越显著;根据各采掘阶段内巷道变形规律得出留设不同尺寸煤柱下煤柱内部破坏特征,在留设5m煤柱时,虽然掘巷期间窄煤柱帮可能变形显著,但在各分层回采完毕后巷道变形量远远小于其他情况。最终结合该矿实际情况确定窄煤柱留设合理尺寸应为5m,为相似地质条件下的窄煤柱留设尺寸的选取提供借鉴。     

区段煤柱内沿空掘巷窄煤柱留设尺寸研究

为了解决区段煤柱内沿空布置瓦斯通排巷时合理确定留设煤柱尺寸的问题,以白芨沟煤矿布置010203工作面瓦斯通排巷为工程背景,通过采用理论计算、现场实测与数值模拟相结合的方法,对区段煤柱应力分布特征展开研究。结果表明：引用内应力场理论求得区段煤柱侧内应力场宽度为8.35m;基于现场实测结果分析得出内应力场分布范围约距采空区0-7m;运用FLAC3D软件对留设不同窄煤柱尺寸下区段煤柱内应力分布、巷道围岩变形特征展开深度研究,得出区段煤柱内合理窄煤柱尺寸的确定方法;最终结合该矿实际情况确定窄煤柱留设合理尺寸为5m。     

15201综放面进风副巷合理煤柱宽度数值模拟研究

为了分析新大地煤业有限公司15201工作面进风副巷的采动变形规律,对不同区段煤柱宽度下的进风副巷道变形规律进行了数值模拟。结果表明:随着煤柱宽度的增加,进风副巷断面闭合率逐渐减小,煤柱宽度由15 m增大至25 m时,巷道断面闭合率由62.36%减小到20.4%;煤柱宽度大于25 m时,巷道的断面变形量随煤柱宽度的增加变化不明显;确定了合理的进风副巷煤柱宽度为26~30 m。     

迎回采工作面沿空掘巷围岩稳定控制技术研究

采用FLAC3D模拟12504工作面胶带运输巷在工作面前方30m和邻近工作面后方30m范围的垂直应力和围岩变形量,对沿空巷道失稳机理进行分析。通过运用锚网索+梯子梁支护、留设合理煤柱尺寸、高水速凝材料注浆加固煤柱、单体支护+π梁钢加固顶板等措施来提高沿空巷道稳定性,巷道围岩变形量监测结果表明,巷道围岩控制技术有效提高了沿空巷道稳定性。