孤岛工作面不同宽度煤柱防治冲击地压分析

随着煤矿开采机械化程度的提高,矿井产量和开采深度不断加大,近年来相继出现了采区孤岛工作面现象。由于孤岛工作面两侧已采空,工作面及其周围巷道、煤柱附近应力集中程度较高,顶板覆岩运动剧烈,再加上工作面地质构造的影响,采深较大时,冲击危险程度就很高,易引发煤柱型冲击矿压。利用FLAC4.0数值模拟软件模拟了不同宽度煤柱条件下,工作面围岩应力分布及变化规律,模拟分析确定了某矿孤岛工作面合理的煤柱宽度为5m。合理的煤柱宽度,既有利于提高煤炭回收率,减少巷道压力,也有利于预防煤柱型冲击矿压的发生。     

孤岛工作面窄煤柱掘巷过临空硐室治理技术

延安市禾草沟煤矿50113工作面为孤岛开采,50113工作面南侧50115工作面回风巷施工期间,倒车硐室布置于工作面保护煤柱内。考虑到孤岛开采所存在的冲击危险,采用窄煤柱沿空掘巷使巷道处于邻近工作面采空区侧向应力降低区以内,从而降低冲击地压危险。50113回风顺槽窄煤柱掘进期间过临空硐室段存在揭露采空区、区段煤柱变窄导致“临空硐室”附近瓦斯积聚、超限,有毒有害气体涌出异常及“临空硐室”段水害、支护困难等问题。通过采用超前瓦斯抽放、超前探放水、超前注浆等方法,实现水与瓦斯超前治理、保证临空硐室充填的密实度强度,确保工作面安全生产。     

综放孤岛工作面回采巷道窄煤柱合理留设

以三元小常煤业30222孤岛工作面回采巷道为背景,结合地应力实测数据分析了孤岛工作面围岩应力分布特征。研究表明:由于孤岛工作面面分担采空侧覆岩荷重,其围岩中应力相对常规工作面增大。在考虑工作面应力集中的基础上,建立了窄煤柱上方基本顶力学模型,推导了窄煤柱留设宽度计算公式,确定了窄煤柱宽度。现场实践表明,30222工作面留设6m窄煤柱、采用合理的支护,巷道变形能够较好的控制。     

孤岛工作面沿空掘巷巷道位置及支护设计研究

针对孤岛工作面沿空掘巷巷道位置及支护问题,结合2302孤岛工作面工程实例,采用理论分析、FLAC~(3D)数值模拟和现场实测等方法研究孤岛工作面应力分布特征,分析留设不同宽度煤柱对巷道安全生产的影响,确定巷道最佳位置及支护方案。结果表明,受两侧采空区影响,孤岛工作面应力呈现马鞍形分布;FLAC~(3D)软件分别模拟不同煤柱下巷道开挖情况,分析煤柱内应力分布与巷道顶板位移情况,确定沿空掘巷合理留设煤柱宽度为6 m;通过数值模拟与现场实测,得出巷道采用设计的支护方案,变形得到有效控制。     

孤岛工作面掘进期间冲击危险性分析及防治

禾草沟煤矿50113工作面为501盘区东翼两侧跳采所形成的孤岛工作面,煤岩体应力集中程度较高,上覆100 m范围内顶板岩层存在多层厚度较大的砂岩顶板,其破断运动有可能诱发冲击地压。根据50113工作面两侧采空区地面坍塌情况,该工作面顶板有可能形成短臂“T”覆岩结构,工作面开采时矿压显现较为剧烈,冲击危险性较大。通过综合指数评价、多因素耦合评价确定了孤岛工作面开采冲击危险程度,提出了区域与局部相结合的冲击危险监测方法,同时结合矿井实际,提出利用顶板定向水力致裂对上覆坚硬顶板进行弱化的方法。针对预卸压后的应力异常区,采取大直径钻孔、煤体爆破进行补强卸压,确保了孤岛工作面安全开采。     

高河矿E1316综放工作面煤柱稳定性研究

高河能源3号煤层工作面矿压显现强烈,以往采用的小煤柱沿空掘巷及柔模支护沿空留巷工艺,均存在巷道两帮变形大,底鼓严重问题。为了研究3号厚煤层工作面区段煤柱留设的合理宽度,以E1316工作面为研究对象,通过数值模拟分析了E1315采空区侧向支承压力分布规律,揭示了沿空巷道的合理留设尺寸。采用Gaddg公式理论验算了区段煤柱留设的合理性。结果表明,留设35 m的煤柱,能够避开采空区应力集中范围,保证巷道的稳定性。     

孤岛工作面窄煤柱留设宽度研究

针对孤岛工作面大煤柱留设造成的资源浪费和巷道变形量大的问题,采用了理论计算和数值模拟相结合的手段,确定了郭庄煤业2306孤岛工作面留设窄煤柱的可行性,并对比分析了常规工作面开采与孤岛工作面开采条件下以及大煤柱与不同宽度煤柱情况下的巷道变形量和应力值的分布情况,确定了窄煤柱的合理留设宽度为8m,经现场应用结果表明窄煤柱在对孤岛工作面底鼓的治理有明显的作用。     

孤岛工作面小煤柱合理尺寸与支护研究

针对特殊的孤岛工作面伴随冲击地压现象的煤柱留设及巷道支护问题,对工作面上覆岩层"T"型结构稳定性特征进行了分析,计算出小煤柱理论最小宽度。运用UDEC数值模拟比较了留设不同煤柱尺寸下采场围岩的稳定性,并对30222工作面回采巷道进行锚喷注浆支护。研究表明:"T"型结构的稳定性决定了小煤柱尺寸的留设,留设不同宽度煤柱时,采场矿山压力显现有较明显的差异。针对30222孤岛工作面,留设7m宽度的小煤柱时,矿山压力显现相对较缓和,锚喷支护后,护巷煤柱和回采巷道顶底板的相对变形量均较小,效果明显。     

大采深强冲击“刀把”孤岛面冲击地压防治技术实践

梁宝寺煤矿3201下孤岛工作面开采深度大于700m,煤层具有强冲击倾向,为孤岛、厚煤层、不规则、构造复杂工作面,基于防冲安全需处理"刀把区"煤柱的合理留设,工作面严重受冲击地压威胁,冲击地压防治难度较大。工作面开采过程中,通过精心研究特定开采条件,进行了防冲设计、监测、卸压、解危、检验等针对性技术研究与实践,进行全过程监测、卸压、解危开采,对"刀把区"煤柱采取了安全论证与合理留设,为其它相似条件下受冲击地压严重威胁孤岛工作面安全开采提供了参考与借鉴。     

大采深强冲击“刀把形”孤岛采煤面冲击地压防治技术

介绍了山东能源肥城矿业集团梁宝寺煤矿3201下孤岛工作面冲击地压防治技术。3201下孤岛工作面开采深度大于700m,煤层具有强冲击倾向,为孤岛、厚煤层、不规则、构造复杂工作面,基于防冲安全需处理"刀把区"煤柱的合理留设,工作面严重受冲击地压威胁,冲击地压防治难度较大。工作面开采过程中,通过精心研究特定开采条件,进行了防冲设计、监测、卸压、解危、检验等针对性技术研究与实践,进行全过程监测、卸压、解危开采,对"刀把区"煤柱采取了安全论证与合理留设,为其它相似条件下受冲击地压严重威胁孤岛工作面安全开采提供了参考与借鉴。     

近距离煤层沿空掘巷煤柱合理留设宽度研究

文章以华苑煤业近距离煤层条件下10202孤岛工作面两条巷道的煤柱合理留设宽度为研究对象,对孤岛工作面不同开采方法进行分析后,根据实际工程情况,采用数值模拟计算方法,分析研究三种煤柱宽度条件下回采巷道围岩应力情况,最后确定现场留设煤柱宽度为6 m。在采用沿空掘巷窄煤柱开采并配合水力预裂技术后,取得了良好的经济技术效果,对矿井其他孤岛工作面的开采具有良好的借鉴和指导作用。     

综采工作面沿空巷道小煤柱留设宽度研究

为确定山西阳煤一矿81303孤岛回采工作面沿空巷道的小煤柱留设合理宽度,通过研究不同煤柱宽度下综采工作面向前推进时煤柱体破坏变形情况,并对小煤柱沿空巷道的支护形式及煤柱的保护措施进行改善。研究表明:合理的煤柱留设宽度为9m,煤柱过窄时由于靠采空区侧的煤柱受支撑力影响易片帮、失稳,过宽则回采巷道承受压力较大,支护困难。     

孤岛综放面窄煤柱沿空掘巷围岩控制技术研究

针对马兰矿18506孤岛工作面赋存情况,综合采用理论分析、数值模拟、工程实践等手段,分析确定了沿空掘巷留设煤柱尺寸为8 m,提出帮顶锚杆支护、顶板锚索加固、煤柱锚索梁加固和局部顶板破碎地段注浆加固联合支护方式,并优化设计了巷道支护参数。现场实践表明,18506工作面沿空巷道位移变化量小,巷道顶底板移近量为378. 4 mm,两帮移近量为279. 6 mm,巷道变形程度低,完全满足生产安全要求。     

高应力孤岛煤柱工作面巷道顶板安全预控技术及其应用

白庄煤矿3908工作面是三层煤孤岛煤柱工作面,通过对高应力孤岛煤柱工作面巷道支护及顶板安全预控技术和高应力孤岛煤柱工作面回采巷道支撑力分布以及作用机理的研究,提出合理的巷道支护以及顶板管理意见,选择适合的开采工艺,采取预控防治措施,从而保证采场正常的生产接续以及矿井的高产高效是十分必要的。     

孤岛综采面区段煤柱合理宽度的数值模拟分析

为维护斜沟煤矿孤岛综采面区段巷道围岩稳定而合理确定煤柱宽度,采用离散元数值UDEC3.0,分析了斜沟煤矿18105超长走向孤岛综采面在不同区段煤柱宽度条件下,巷道围岩在掘进期和回采期的应力分布和位移特征.结果表明,孤岛工作面两侧围岩形成"马鞍形"应力集中区,该区影响范围随巷道埋深增大而增大;在该地质开采条件下,合理的煤柱留设宽15～20 m.     

李家楼煤业煤柱合理宽度确定及切顶卸压方法研究

针对李家楼煤业综采工作面煤柱尺寸留设大及巷道变形严重问题,采用数值模拟与现场监测相结合的方法,研究了1206工作面煤柱合理宽度及其切顶卸压方法。结果表明：对1206回风顺槽实施切顶后,侧向支承应力集中系数可由切顶前17.3 MPa降至12.1 MPa,切顶可取得明显的卸压效果;对于10 m煤柱宽度,巷道处于应力降低区且整体变形较小,确定合理煤柱宽度为10 m。在此基础上,研究提出了超前深孔预裂爆破切顶方法,以及巷道顶板采用“锚杆+金属网+W钢带+锚索”联合支护,两帮采用“锚杆+金属网+钢筋梯子梁+煤柱帮锚索”联合支护方法。通过现场实践,巷道整体变形得到有效控制,实现了工作面安全高效开采。     

厚煤层沿空掘巷工作面煤柱留设研究

针对厚煤层沿空掘巷工作面煤柱留设合理宽度的问题,以沙曲一矿4305工作面为工程背景,采用理论推导、数值模拟以及现场监测等方法研究分析煤柱的合理宽度、不同煤柱宽度下围岩变形特征以及现场监测煤柱应力。研究结果表明,根据极限平衡理论计算煤柱破坏塑性区宽度并结合煤柱稳定条件确定煤柱宽度至少为7.8 m.运用FLAC3D数值模拟软件,分析4305工作面与4306采空区留设5 m、8 m、15 m煤柱对应工作面巷道掘进及回采期间的变形及破坏规律可得,煤柱应力集中程度随着煤柱宽度逐渐减小而增大。确定选用8 m煤柱。现场压力监测表明,选用8 m煤柱并采用合理支护形式的条件下可以有效控制巷道围岩变形保障安全回采。     

孤岛工作面围岩应力特征及支护技术

以淮南张集矿32205工作面为背景,采用FLAC3D数值模拟软件对孤岛工作面应力分布特征进行了分析。结果表明:孤岛工作面形成后,工作面应力主要集中在采空区的两侧。巷道掘进前,对比不同煤柱宽度下孤岛工作面巷道围岩应力分布,确定留设煤柱的合理宽度为7m。回采期间,工作面超前支承压力峰值随工作面推进距离先增加后减小。针对该工作面具体条件对巷道采取相应的加强支护,经现场实测结果表明:32205工作面回采巷道变形量较小,满足安全生产的要求。     

小煤柱护巷防治巷道冲击地压研究与应用

针对工作面宽煤柱诱发的冲击地压显现,提出小煤柱护巷防治冲击地压的方法。针对某煤矿3111工作面,采用理论分析及现场实测的方法,确定了小煤柱合理宽度,提出巷道围岩"近场"抗冲支护与"远场"采空区顶板弱化的卸支一体化方法,进而确定了支护及断顶参数。结果表明,区段小煤柱合理留设宽度为6 m,对处于低应力区的巷道采用抗冲击支护+断顶爆破的方法后,现场实测显示掘进及回采期间的巷道变形得到有效控制,巷道支护结构表现出了一定的抗冲击能力,防治了冲击地压的发生。     

冲击地压矿井综采工作面区段小煤柱合理性研究

合理宽度区段煤柱的留设对综采工作面临空巷道动力显现、冲击地压防治具有重要作用。以纳林河二号矿井2种宽度区段煤柱综采工作面为研究背景,首先,采用理论计算分析确定综采工作面合理区段煤柱宽度;其次,采用FLAC^3D数值模拟软件,分析2种宽度区段煤柱综采工作面回采期间煤柱、巷道应力场和塑性场分布特征,得到2种宽度区段煤柱条件下煤柱和巷道的力学特征;最后,收集现场微震、应力监测数据进行对比分析,验证动静载叠加条件下区段小煤柱留设合理性。研究区段小煤柱对鄂尔多斯地区综采工作面防冲具有积极意义。