三山岛金矿新立矿区西南翼破碎岩体稳定性控制数值模拟研究

三山岛金矿新立矿区属破碎带蚀变岩型特大型金矿床,区内构造主要为断裂构造。通过现场工程地质调查发现,现有支护条件下,巷道围岩会产生楔形体冒落、层状节理复合破坏和沿软弱夹层(断裂带)塌落破坏三种破坏模式;确定巷道变形破坏的主要影响因素为围岩成分及其结构构造、地下水、地压显现类型和巷道周边采掘震动。基于上述研究结果确定采用锚网喷支护方法对研究区域岩体进行支护,并给出支护方案A和B;选取-240m一中段进行建模,应用FLAC~(3D)数值模拟软件分析无支护、支护方案A和支护方案B三种条件下围岩应力、位移和塑性区分布特征,发现支护方案A和B均能够有效控制围岩变形破坏,但方案A较方案B成本低,即方案A为合理支护方案,可用于现场工程实践。     

某矿山边坡支护加固方案技术经济比选研究

随着露天矿山进入深部开采以及矿山地质环境治理的要求,需要对边坡支护加固方案进行技术经济比选研究,从而为边坡加固工程提供有效的解决方案。根据某矿山出入沟边坡发生变形破坏的实际情况,从地质条件、采场规划和安全系数等方面划定治理范围。选择典型性破坏边坡,提出挂网喷锚和锚杆框架梁2种支护方案,进行工程要求、加固效果、施工条件和工程造价综合比较,确定锚杆框架梁为最优边坡支护加固方案,可有效治理边坡,消除滑坡隐患。     

圣华煤业1201回采巷道底鼓治理数值分析

针对圣华煤业1201回采巷道底鼓现象,利用FLAC^3D软件对未支护顺槽、实施原支护方案的顺槽以及新提出的加固维护方案的顺槽进行应力分布和位移破坏的数值模拟,得出原支护方案底板破坏失稳的机理及联合支护方案能起到较好控制底鼓效果的原因,并分析确定了新方案的参数。     

赵固二矿深井马头门复合软岩支护技术

赵固二矿副立井马头门破坏段埋藏深,围岩属于高应力、膨胀性、节理化复合型软岩。为了对其进行修复治理,根据其地质条件和破坏情况,分析了变形破坏机理,制定了修复治理方案,成功对破坏段进行了修复治理,并得出在复杂地质条件下深井马头门支护可采用锚网（索）喷+U型钢可缩性支架+钢筋混凝土碹体二次支护+全断面锚注加固+底角锚索束补强加固的复合结构支护方案。对该支护方案运用FLAC3D软件进行了模拟计算,验证了该方案的合理性。     

软弱破碎岩体中大断面硐室支护及施工技术

霄云煤矿井底车场主排水泵房硐室处在软弱破碎岩体中,初次支护变形破坏严重,通过优化支护设计和施工方案,硐室得到良好加固治理。本文对硐室破坏原因进行了分析,介绍了硐室支护设计优化方案和施工技术优化方案,并总结了部分支护设计及施工要点,同类条件硐室具有借鉴价值。     

浅埋煤层软薄基岩巷道支护优化研究

针对浅埋煤层巷道支护强度过大、支护成本过高等问题,以某矿22采区为研究背景,根据22采区回采巷道围岩的物理力学参数,提出了3种支护方案,借助数值模拟对3种支护方案进行了对比分析,结果表明:该矿22采区围岩抵抗变形及破坏的能力较强,锚杆、锚索数量较少的方案二在该支护条件下更符合经济安全高效的目标,因此确定支护方案二为最佳支护方案。相关研究可为类似条件巷道支护设计提供参考。     

西石门铁矿深部巷道支护参数的优化设计

针对西石门铁矿北采区深部巷道围岩破坏严重的情况,通过支护参数预算及正交实验设计,并采用FLAC3d软件进行模拟计算,最后使用灰色关联分析法对各项指标进行优化,从而得到最为经济、有效的支护方案。     

煤巷锚杆支护设计的优化

目前煤巷树脂锚杆支护技术存在设计思想偏于保守,锚杆支护参数的选择过于单一等问题,造成锚杆支护密度偏高,锚杆支护的技术经济优势不能得到充分体现。通过对煤巷锚杆支护状况的观测,分析了巷道变形破坏的原因,并运用极限平衡区理论对煤巷锚杆支护的初始设计进行修改,对修改后的设计方案从技术、经济的角度进行分析比较,从中选出较优方案,在实践中取得了成功。     

采区主体上山施工层位及支护方式的优化

通过对祁南煤矿82采区主体上山巷道破坏机理进行综合分析,提出了优化84采区主体上山巷道层位布置和支护方式的方案,巷道围岩变形得到有效控制,支护状况明显好转。取得了较好的技术经济效果,为矿井进行合理的巷道工程设计和施工提供参考。     

娘姆特煤矿首采工作面运输平巷支护方案数值模拟

娘姆特煤矿首采综放工作面布置在一水平二采区第二区段煤20中,为检验运输平巷支护设计方案的合理性和支护效果,采用FLAC3D数值模拟软件对巷道开挖后未及时支护和采用支护方案支护、巷道围岩的塑性破坏特征、应力分布变化特征及顶板和两帮位移变形特征进行了数值模拟对比分析。结果显示采用支护方案支护后巷道围岩的塑性破坏区域明显减小。     

厚煤层综采面覆岩破坏及控制应用研究

为了解决由于煤层的赋存及采面的快速推进使得采面覆岩的破坏程度增大、造成采面围岩的变形破坏进一步加大、工作面支架的支护难度增大等问题,通过理论分析结合现场实测等方法,对工作面支架及来压步距进行分析,得出厚煤层大采高采面覆岩破坏规律,并提出厚煤层综采覆岩控制支护方案,有效地解决厚煤层综采面的矿压显现及覆岩破坏问题。     

大采高综采工作面煤壁破坏影响因素数值模拟分析

针对工作面煤壁片帮影响大采高综采开采技术效益发挥的问题,以红庆河煤矿3-1煤层赋存条件为研究背景,通过设计正交试验方案,运用FLAC3D数值软件进行模拟,基于Drucker-Prager准则计算了工作面煤壁的破坏系数,综合分析了影响工作面煤壁破坏的5个因素。结果表明,埋深、支架合力作用点到煤壁距离、采高和工作面长度越大,煤壁破坏程度越高,而液压支架初撑力越大,煤壁破坏程度越低;煤壁破坏影响因素的主次排序为:埋深>支架合力作用点到煤壁的距离>支架初撑力>采高>工作面长度;给出了3-1煤层开采的合理工艺参数:采高6.2 m,工作面长度225 m,支架合力到煤壁的距离2 m,支架初撑力12000 kN。     

浅埋深长壁工作面覆岩结构及支架支护阻力研究

为了研究浅埋深长壁工作面上覆岩层所成结构形式,以典型浅埋深长壁工作面为背景,利用数值模拟和理论分析方法对浅埋深长壁工作面上覆岩层破坏特征进行研究,并对顶板所成结构形式进行了探讨,提出了浅埋深条件下支架工作阻力计算的新思路。研究结果表明在较快的推进速度下,浅埋深长壁工作面上覆岩层中仍然可以形成承载结构,此结构对工作面支架起到了保护作用,最后通过现场实测数据对所得结论进行了验证。对浅埋深长壁工作面顶板结构及支架支护强度确定提出了新的探索。     

石场煤矿矿压观测与分析

综采工作面矿压显现规律对矿山生产实践具有深刻的指导意义,文章通过对石场煤矿4-2煤层综采工作面围岩在煤层开采过程中的移动规律进行研究,掌握了4-2煤层顶板初次来压和周期来压步距、工作面支架支护强度、围岩破坏活动过程煤壁中应力变化大小和应力影响范围。为现场管理提供完善、准确的资料,指导生产实践,解决工程问题。     

厚煤层一次采全高工作面预掘停采机道停采技术

晋华宫矿南山区域12#煤层8212工作面为一次采全高工作面,针对设备运输尺寸大、煤层厚,停采支护困难,占用时间长的问题,通过预先掘进停采机道,缩短停采支护时间,实现了工作面安全快速停采,创造了可观的经济效益。     

特厚煤层大采高综采综放适应性评价和技术原理

针对厚煤层综采(放)开采过程中遇到的技术难题,提出了大采高综采(放)开采面临的3个科学问题,建立了基于技术经济分析的厚煤层开采方法适应性评价指标体系与评价模型。基于液压支架与围岩的强度耦合、刚度耦合、稳定性耦合原理,建立了液压支架与围岩的耦合动力学模型及煤壁片帮的“拉裂-滑移”力学模型,提出了大采高综采(放)液压支架合理工作阻力确定的“双因素”控制法。基于大采高综放工作面顶煤冒放性与煤壁稳定性控制的矛盾,提出了增大液压支架的初撑力及优化液压支架架型结构等方法缓解2者之间的矛盾。通过开发厚煤层大采高综采(放)关键技术与装备,实现了厚煤层的安全、高效、高回采率开采。     

浅埋近距离煤层开采房式煤柱群动态失稳致灾机制

针对我国西部矿区浅埋近距离煤层房采煤柱下开采时易发生工作面压架、地表台阶塌陷以及矿震灾害的现象，采用物理模拟及数值模拟方法对下煤层工作面采动时上覆房采煤柱群的动态失稳过程及工作面压架机理开展研究。实测统计榆阳区部分矿井本煤层房式开采后，只有当房采煤柱的弹性核区比例大于31%时，房采煤柱才能处于长期稳定。下煤层采后的模拟结果表明:上覆房采煤柱的破坏形式及其失稳次序同其与下煤层工作面相对位置密切相关，房采煤柱依次从工作面开切眼位置、工作面位置、采空区中部位置发生破坏及失稳，且工作面开切眼和工作面位置处煤柱多发生顺向采空区的斜切破坏，而采空区中部煤柱则发生垂向压裂破坏。根据石圪台煤矿数值模拟结果显示，上部2-2煤层房采后煤柱支承应力峰值由原岩应力2.8 MPa增大至12 MPa，应力集中系数为4.28;当下部3-1煤层工作面采后，上覆2-2煤层房采煤柱的支承应力峰值增大至30 MPa，应力集中系数达10.71;下煤层工作面开切眼侧与工作面正上方的房采煤柱呈现垂向不均匀承载特征以及受水平拉伸变形影响，是导致边界处房采煤柱易出现对角斜切破坏模式的主因。两侧边界煤柱失稳后，其顶板岩层瞬间发生整体拉剪破断从而引发矿震，顶板多层岩层以“整体运动”的形式急剧快速下沉并撞击底板，将采空区中部上方的房采煤柱压垮压塌，同时巨大的冲击力进而导致上下煤层间的岩层发生全厚切落，造成下煤层工作面发生切顶压架。实验发现从上覆房采煤柱群首个煤柱发生破坏至整体失稳运动并达到稳定，历时仅约为0.45 s，其中，上下煤层之间的岩层发生全厚切落历时仅约为0.05 s。     

急倾斜厚煤层短壁综采矿压显现规律研究

 急倾斜厚煤层短壁综采工作面与普通长壁综采面矿压显现规律有差别。本文针对木城涧煤矿急倾斜厚煤层短壁开采特殊地质和技术条件,在广泛调研和现场实测的基础上,应用理论分析、数值计算等研究方法,系统地探讨了复杂难采厚煤层工作面的矿压显现规律,确定了急倾厚斜煤层短壁工作面合理的支架工作阻力及超前支护距离。并对现场应用效果进行分析,为类似矿山急倾斜厚煤层的开采提供了工程实践技术依据。     

Study on the economic mining method for the close quarter coal seams with thin rock sheet

The paper presents the mining method for the close quarter coal seams with thin rock sheet, that is mining the low coal seam, recovering the top coal seam after putting down the roof rock of the low coal seam. Practice has proved that in recovering the top coal outside the face width after the rock between seams falls naturally or is demolished, the technology is simple, easy to operate and does not make a great demand for technical equipment. In the process of recovering the top coal, the low seam support could not be affected seriously, and two seams mining could be coordinated. Compared with the individual mining method, this mining method can produce a better economic benefit.     

急倾斜俯伪斜长壁综采机械化研究

急倾斜煤层开采条件恶劣,国内外没有长壁综采成功的先例,通过采用俯伪斜综合机械化开采工艺,减小了工作面实际倾角,克服了传统采煤方式落煤飞矸窜入液压支架伤人的现象,采煤机、刮板输送机、液压支架配套中,建立稳定一致的梁端距以及通畅的行人通道是基本的要求,为此创新研发了菱形液压支架,导向输送机为采煤机提供割煤过程依托,论述了菱形液压支架及其与特型采煤机、输送机的配套关键问题,液压支架的调整能力是保证采煤推进过程中设备不下滑的基础。通过工程实际应用,急倾斜俯伪斜长壁综合机械化开采效果显著,是急倾斜煤层开采方式的重大突破,设备之间协调运转,顶底板维护良好,对复杂难采煤层综采技术具有重大的推动意义。