综放开采窄煤柱合理尺寸的数值模拟研究

根据赵家寨煤矿11208工作面特定地质条件,通过煤柱强度经验计算公式计算出合理煤柱宽度留设尺寸,运用有限差分方法(数值模拟),研究分析了留设不同煤柱尺寸时相应的应力分布和围岩破坏状态。提出将本工作面的超前采动影响作为影响煤柱宽度的一个重要因素。结合现场实际情况,与理论计算结果相比较,综合分析得出窄煤柱宽度取5 m时,巷道稳定性较好,并能保证工作面采出率;为矿井下一步煤层开采区段煤柱尺寸合理留设提供了依据,对于提高回采率具有一定借鉴意义。     

复采煤层末采煤柱合理留设宽度研究

为优化煤柱留设宽度,提高采区煤炭采出率,确保工作面的回采推进速度,结合薛虎沟煤矿2-106工作面实际开采条件,运用理论分析与数值模拟相结合的方法对2-106B工作面停采护巷煤柱尺寸进行研究,通过对护巷煤柱进行极限平衡计算,确定留设合理煤柱尺寸应不小于20.32 m;通过FLAC3D数值模拟分析保护煤柱宽度为25,22,20,15,10 m条件下巷道围岩变形情况,得出留设保护煤柱宽度为22 m时,煤柱内集中垂直应力逐渐向稳定非对称拱形分布形态过渡,煤柱两侧产生一定剪破坏和拉破坏,但煤柱中部未破坏区域范围扩大,煤柱稳定性较好;煤柱留设宽度为22 m时,对2-106B工作面液压支架拆除的时间段护巷煤柱应力进行监测,结果表明,巷道围岩得到有效维护,并处于稳定状态。     

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。     

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。     

大采高综放面采动影响下合理区段煤柱宽度研究

大采高综放工作面由于生产需要,形成了一类超高煤帮、特大断面的巷道,增加量巷道支护的难度。留设合理宽度的区段煤柱,能够使巷道处于应力降低区内,避开残存支承压力顶峰的影响,有效改善巷道围岩的应力环境,降低支护难度、增强巷道的安全可靠性,还能够一定程度提高资源的回收率。本文以塔山矿8105工作面5105回风巷道区段保护煤柱为例,应用极限平衡理论计算得到合理的煤柱尺寸为34m,采用FLAC5.0数值模拟软件模拟分析了不同护巷煤柱宽度煤柱内的垂直应力分布和巷道变形破坏情况。通过理论分析与数值计算相结合,最终确定留设煤柱宽度为34m。     

区段煤柱留设宽度及耗散性研究

针对常村煤矿相邻工作面之间留设30m煤柱,巷道变形依然较严重的问题,通过经典极限平衡区理论公式计算,确定巷道最小煤柱留设宽度范围在6.7～7.58m;利用FLAC~(3D)数值模拟确定不同煤柱留设宽度方案中垂直应力和能量耗散情况分析,得出2015工作面巷道合理留设宽度为7m,能够保证巷道稳定性和煤炭回收率。     

大采高工作面回采巷道护巷煤柱合理宽度研究

为研究大采高工作面合理护巷煤柱的留设问题,以康河煤矿6103大采高工作面回采巷道为研究对象,通过理论计算和数值模拟分析,得出了合理的护巷煤柱宽度,并经工程实践论证了其可行性,为类似条件下大采高工作面护巷煤柱的留设提供了理论依据。     

大采高工作面回采巷道护巷煤柱合理宽度研究

为研究大采高工作面合理护巷煤柱的留设问题,以康河煤矿6103大采高工作面回采巷道为研究对象,通过理论计算和数值模拟分析,得出了合理的护巷煤柱宽度,并经工程实践论证了其可行性,为类似条件下大采高工作面护巷煤柱的留设提供了理论依据.     

深井大采高工作面沿空掘巷窄煤柱宽度研究

为解决深井大采高工作面留设大煤柱导致回收率低的难题,运用理论计算、数值分析及现场工程实测的方法,研究了深井大采高工作面开采条件下不同煤柱宽度时煤柱两侧塑性区分布和采掘扰动对巷道变形的影响,得到窄煤柱的合理尺寸。结果表明:确定合理煤柱尺寸时应充分考虑煤柱自身稳定性和采掘影响下巷道围岩变形量;掘进期间沿空掘5~6 m宽煤柱时破碎严重,煤柱宽度至少7 m才能达到自身稳定要求,而回采期间煤柱宽度至少需8 m,此时巷道围岩变形量相对较小,综合确定煤柱宽度8 m为最优方案。现场监测表明:11030工作面进风平巷两帮最大变形量为1 210 mm,顶底板最大变形量为620 mm,能够满足安全生产要求。     

软煤层大采高工作面顺槽煤柱尺寸留设的研究

在分析经验法、现场实测法、理论计算法和数值模拟确定煤柱尺寸优缺点的基础上,提出了利用理论计算、现场实测和数值模拟分析相结合的方法来确定软煤层大采高工作面回采巷道的煤柱尺寸,并根据晋煤集团赵庄矿3305软煤层大采高工作面生产实际,依照理论计算法求出煤柱留设尺寸,然后对巷道开挖前后不同煤柱尺寸下的围岩应力、变形进行了数值模拟研究。最后,结合现场实测数据得出了巷道围岩变形、煤柱受力与煤柱尺寸之间的关系,确定了该工作面煤柱留设的合理尺寸。实践证明,在理论计算的基础上结合数值模拟分析和现场实测是确定软煤层大采高工作面煤柱尺寸的一种合理有效的方法。     

采区巷道合理煤柱留设与模拟研究

采区巷道合理煤柱的留设关系到巷道稳定性以及巷道的维护和正常使用,通过理论计算和数值模拟,分析了不同宽度煤柱条件下3条采区大巷的围岩变形规律以及应力分布规律,得出了布置39采区工作面的合理位置以及距离采区巷道煤柱尺寸的合理宽度,为具有类似条件的巷道掘进和布置提供参考。     

巴彦高勒矿大采高工作面合理煤柱宽度留设研究

以巴彦高勒矿311101工作面巷道间的煤柱留设为工程背景,通过理论计算、数值模拟方法,分析了大采高工作面支承压力分布特点,得出超前支承压力分布范围为22~35 m,峰值距煤壁5 m左右。运用FLAC3D数值模拟软件模拟了不同煤柱宽度下煤柱的稳定性,确定合理的煤柱宽度为25 m,为大采高工作面安全生产及降低巷道间煤柱损失提供了技术保证。     

串草圪旦煤矿末采煤柱宽度合理留设

工作面开采的情况下停采煤柱的宽度的合理留设是保持巷道稳定的关键因素,合理的煤柱留设不仅可以有效的提高煤炭资源的回收率,也可以维护大巷的稳定性。本文以串草圪旦煤矿6102工作面为研究对象,运用数值模拟和理论分析相结合的手段,对停采煤柱的留设尺寸进行研究,通过对煤柱进行极限平衡的计算,确定合理的煤柱尺寸的上下限15 m～32.54 m之间,并结合数值模拟对保护煤柱宽度30 m、25 m、22.5 m、20 m和15 m等5种方案的巷道围岩的应力及塑性区分布状态,得出了保护煤柱的宽度为23 m,此时工作面的超前支撑压力对联络巷的影响较小,且煤柱内有宽度10 m左右的弹性核区,可保证煤柱的稳定性和阻止采空区内的瓦斯涌入联络巷内。研究成果成功应用于工程实践,为类似条件下煤柱留设提供了有益借鉴。     

李村煤矿大采高工作面区段煤柱合理留设宽度研究

针对李村煤矿大采高工作面分区段开采的特征,为了确定其合理的区段煤柱留设宽度,综合现场实测和数值模拟,对煤柱稳定性进行了分析,模拟不同宽度煤柱下,其围岩垂直应力分布、支承压力分布特征及屈服破坏程度。结果表明:李村煤矿大采高工作面合理的区段煤柱留设宽度应为20 m,较原先设计宽度而言,有效提高了工作面回采效率。     

软煤层大采高工作面顺槽煤柱尺寸留设的研究

在分析经验法、现场实测法、理论计算法和数值模拟法确定煤柱尺寸优缺点的基础上,提出理论计算、现场实测和数值模拟相结合来确定软煤层大采高工作面顺槽煤柱尺寸。以3305软煤层大采高工作面为例,依照理论计算法求出煤柱留设尺寸,对不同煤柱尺寸下的围岩应力、变形进行数值模拟研究。结合现场实测得出了巷道围岩变形、煤柱受力与煤柱尺寸之间的关系,确定了该工作面煤柱留设的合理尺寸。     

厚硬基本顶综放沿空巷道应力分布特征及煤柱宽度确定

厚硬基本顶综放工作面开采强度高、基本顶厚度大,区段煤柱的稳定性直接影响着巷道的安全稳定,针对这一影响因素,采用理论分析、数值模拟的方法计算分析沿空巷道的覆岩结构特征及应力位移变化情况,确定合理煤柱宽度。结果表明:厚硬基本顶主要破断方式为两端拉断作用下破坏,计算得到巷道煤柱的留设宽度为7.5 m以上,分析了不同宽度煤柱下的垂直应力及形变量,最终确定煤柱合理留设宽度应为8 m。     

大采高综采面双巷掘进巷间煤柱合理留设研究

为了解决大采高超长距离回采工作面护巷煤柱的合理留设问题,以陕西小保当矿一号井112201工作面运输顺槽与辅助运输顺槽之间留设的煤柱为工程背景,通过理论分析、FLAC3D数值计算和现场实测相结合的方法,对二次采动影响下合理的区段护巷煤柱尺寸展开研究,结果表明:煤柱内部应力集中程度随宽度增加而减小,煤柱宽度超过20m后,集中应力最大值变化不再明显,确定煤柱留设合理尺寸为20m。基于非对称联合支护理论,提出了适用于112201大采高综采面辅助运输顺槽的锚网索联合支护方案,工程实践结果表明,相邻112202接替工作面回采期间112201工作面辅助运输顺槽围岩变形量在可控范围内,煤柱完整性和稳定性良好,证明所留设的煤柱宽度与选择的支护方案能够保障工作面安全高效生产。     

综放沿空掘巷护巷窄煤柱留设宽度优化设计研究

护巷窄煤柱的合理留设是综放沿空掘巷技术成功实施的关键问题。基于采空侧煤体倾向支承压力分布特征以及护巷煤柱体的极限平衡理论,确定了护巷窄煤柱合理留设宽度的上、下限值解析表达式,结合山东某矿3309综放工作面的采矿地质条件,认为护巷窄煤柱合理留设宽度范围为4.1~7.2 m。为了进一步优化设计护巷窄煤柱的留设宽度,采用数值模拟方法对合理取值范围内的护巷窄煤柱留设宽度进行对比分析,认为3309综放工作面护巷窄煤柱的最优留设宽度为5m。将上述研究成果成功运用于工程实践,现场实测数据表明,结合理论分析和数值计算综合确定的护巷窄煤柱最优留设宽度可以有效控制沿空巷道围岩变形量,有利于维护综放沿空巷道的整体稳定性。     

隆安煤矿邻近煤层开采工作面煤柱尺寸确定

为降低工作面掘进及回采期间巷道支护难度,减少巷道后期维护成本,提高工作面回采安全性,同时为了提高矿井煤炭资源回收率,结合隆安煤矿四采区11#煤层地质情况,通过数值模拟分析和煤柱尺寸宽度理论计算相结合的方法,确定了11#煤层开采留设煤柱的合理宽度为20 m.现场应用结果表明,工作面在开采过程中,巷道围岩受采动影响产生的变形量在可控范围之内,留设煤柱也处于较为稳定状态,达到了设计要求.     

综放工作面留设合理小煤柱尺寸研究

孔庄煤矿综放工作面先前留设17～20m大煤柱护巷,巷道处于高应力区,维护十分困难。为保证巷道安全和提高煤炭采出率,现采用理论计算、现场观测和数值模拟方法综合确定小煤柱合理尺寸,选择合理的掘巷时间,为类似条件下煤柱留设提供理论依据。