缓倾斜特厚煤层区段煤柱尺寸研究

王洼煤矿11采区综放工作面地质条件相对复杂,需要确定合理的区段煤柱参数以指导现场安全生产。通过对王洼煤矿区段煤柱进行应力和钻孔窥视实测的技术手段,研究煤柱内部破坏情况。结果表明:沿煤柱走向方向上应力峰值在工作面前方10m左右,沿倾向方向上煤柱破坏区域在3m以内,在煤柱内6m左右处应力达到峰值;并通过数值模拟分析了在该生产条件下不同煤柱尺寸的应力分布规律,当煤柱宽度增加到26m时,煤柱有一定弹性核区,随着煤柱宽度的加大弹核区的宽度也逐渐增加,煤柱宽度增加到29m和32m时,已经能够保证煤柱的稳定性,巷道变形在容许的范围内。在实测和模拟相结合的基础上,综合分析得到了该区域合理区段煤柱尺寸为30m,与以往煤柱宽度相比大幅降低了煤柱宽度,提高了资源回收率。     

深部煤层合理煤柱留设尺寸理论研究

针对常村矿2105工作面留设煤柱尺寸过大,煤柱内部应力集中严重的问题,基于该矿地质条件进行合理煤柱留设尺寸研究,基于弹塑性力学理论和极限平衡区理论,首先确定煤柱上下两侧极限平衡区合理尺寸为4. 29 m和4. 35 m,然后确定煤柱上下两侧弹性区合理尺寸为2. 46 m和2.67 m,最终确定煤柱合理宽度为13. 87 m.基于理论煤柱尺寸范围,进行煤柱方案数值模拟,确定合理煤柱宽度为14 m,研究结果为矿井实际生产提供了理论指导,效果显著。     

特厚煤层综放工作面区段煤柱宽度优化及应用研究

斜沟煤业特厚煤层综放开采区段煤柱宽度为35m,为提高资源利用率欲对区段煤柱宽度进行优化,通过理论计算分析及数值模拟研究表明,23111工作面合理的区段煤柱宽度为8.6～44.4m,最为合理的区段煤柱宽度为15m,在实际生产中23111运输巷沿空掘巷煤柱宽度为15m,23111工作面回采期间对煤柱进行钻孔窥视,二次采动影响下,回采侧煤柱松动破坏的深度约为7.0m,煤柱完整性和承载能力较好,且巷道的变形量在安全可控的范围内,区段煤柱优化为15m取得了良好的应用效果和经济效益。     

深井大采高工作面窄煤柱宽度设计及应用研究

为解决大采高工作面窄煤柱留设的合理宽度,以亭南煤矿650m采深大采高工作面为研究对象,通过现场实测得到了该矿6m开采高度的煤柱破坏区域,钻孔测压显示:大采高工作面的煤柱具有破碎区、支撑区和保护区的特点,并基于BMP破坏准则,计算了煤柱弹性核区的极限宽度(即支撑区)为4.86m,运用FLAC3D数值模拟的方法,分别对4种不同宽度的煤柱进行分析,最终得出12m宽度的煤柱可以满足井下的安全生产;12m煤柱在应用过程中,206工作面压力减少,巷道移近量不大,风量没有明显地减少。研究结果表明窄煤柱可以满足深井大采高工作面的安全生产。     

大倾角煤层沿空掘巷煤柱留设尺寸探究与应用

为确定大倾角煤层沿空掘巷预留小煤柱合理宽度,通过理论计算对护巷煤柱宽度进行了分析;运用UDEC模拟软件对不同煤柱宽度下巷道的变形量和煤柱应力进行了数值模拟。结果表明:理论计算的煤柱合理宽度应为5m;综合数值模拟中煤层顶板支承压力分布、巷道变形量和煤柱应力集中情况选取煤柱宽度为5m,与理论计算相符;将所得结果应用于21071工作面回风巷的掘进,即留设5m煤柱沿空掘进巷道,回采期巷道变形量能满足矿井正常生产需求,无需返修。     

综放工作面小煤柱综合控制技术研究与应用

根据阳煤五矿回采巷道首次采用10 m煤柱进行综放开采的实际情况,选取8407工作面回风巷为研究对象,采用局部煤柱注浆加固、喷涂堵漏的工程措施进行煤柱性能的对比试验。通过理论分析护巷煤柱上覆岩层破断结构特征,用FLAC3D软件数值模拟煤柱在不同条件下内部的应力分布特征,采用现场实测的方法对煤柱的适应性进行了实时监测,并对其适应性进行了分析。研究与实践表明:通过一系列的围岩控制技术措施、规范的生产组织与技术管理,10 m护巷煤柱完全满足生产要求。     

大采高沿空留设小煤柱宽度优选

为减少井下因留设区段煤柱造成煤炭资源的丢失,以内蒙某矿大采高沿空掘巷留设小煤柱为研究背景,通过对地质资料勘察、有限元数值模拟方法对留设不同小煤柱宽度尺寸进行研究,研究结果表明:当煤柱宽度为3 m、4 m时,巷道处于煤柱支承应力升高区域内;煤柱宽度为5m、6m、7m时,巷道处于煤柱应力降低区域,留5 m时的煤柱应力峰值依然较高,峰值为23 MPa,留7m小煤柱时煤柱的应力降低幅度不大,留设7m煤柱浪费煤柱资源,不符合现场生产效益的要求。所以,从煤柱承载稳定性和煤炭的采出率角度,留设6m小煤柱最为经济合理,现场工业性试验表明该条件下沿空掘巷巷道控制效果良好。     

不同留巷煤柱宽度时巷道围岩的应力分布研究

为了保证煤矿安全生产并提高采出率,采用了小煤柱留巷技术,而煤柱的留设宽度影响到巷道的质量。采用摩尔—库仑模型对岩层、煤层进行模拟,通过合理简化模型,应用FLAC软件对留设5,8,10,25,35 m煤柱宽度时巷道围岩的应力分布进行了模拟。经比较分析,认为煤柱宽度为8 m时较为合适。该结论为合理确定留巷煤柱宽度提供了依据。     

三元福达煤业大采高区段煤柱优化分析

针对三元福达矿区段煤柱设计偏大、采区采出率较低的生产实际问题,综合采用现场实测、数值模拟、理论计算等方法,对三元福达矿大采高区段煤柱宽度进行优化分析。理论分析与现场实测表明:煤柱采空区侧形成的的塑性区宽度为6.31 m,工作面回采扰动形成的塑性区宽度为6~8 m,煤柱内弹性区宽度取4.31 m。据此结合煤层赋存条件,通过三维数值模拟软件对不同煤柱宽度下应力及位移分布特征进行了分析,确定区段煤柱合理宽度为19 m。     

综放工作面沿空掘巷区段煤柱合理尺寸探索

以金达矿4203综放工作面回风顺槽护巷煤柱为研究对象,对合理的煤柱尺寸进行了探索研究.首先在分析实际开采地质条件的基础上,通过极限平衡理论分析得出采空区侧向塑性屈服区宽度为2.42 m,进而得出区段煤柱最小尺寸为4.82 m;其次通过数值模拟研究了不同尺寸区段煤柱应力分布规律和巷道围岩变形规律,综合确定区段煤柱尺寸为8 m.实践表明煤柱尺寸设计合理,沿空巷道围岩变形相对较小,可以满足安全生产要求.     

麦捷煤业瓦排巷煤柱合理留设及支护技术应用研究

针对山西省晋中市寿阳县解愁乡荣家沟村麦捷煤业以往工作面运输顺槽与瓦排巷之间的煤柱宽度为25m的问题,现通过理论分析、数值模拟等方法得出其合理的煤柱宽度应为15 m～17 m,综合考虑在实际生产中将煤柱宽度定为17 m,并设计树脂加长锚固强力锚杆锚索组合支护系统进行支护,现场观测证明取得了良好的应用效果,为类似地质条件下煤柱留设提供了参考。     

大采高沿空掘巷围岩动态演化及煤柱尺寸设计

针对某矿11030大采高工作面沿空掘巷时的煤柱留设问题,采用FLAC~(3D) Extrusion数值分析软件分别对受11011工作面采空区影响下的3 m、5 m、8 m、11 m四种预留煤柱尺寸下的巷道围岩应力分布、浅部围岩拉伸破坏程度、顶底板以及两帮塑性区分布范围及变化规律进行了模拟分析。最终得出采用5 m的窄煤柱进行沿空掘巷较为合理,不仅满足矿井的安全生产,还满足矿井开采的经济性,避免了煤柱的浪费。     

铜川矿区区段煤柱宽度优化研究

针对铜川矿区区段煤柱宽度偏大、采区采出率偏低等生产实际,综合采用现场实测、理论计算、经验公式、数值模拟等方法进行了煤柱宽度的优化研究。理论分析与实测表明,在目前的工字钢梯形棚支护条件下,区段煤柱靠近巷道侧的塑性区宽度为4~5 m,靠近采空区一侧的塑性区宽度为5.2 m,煤柱内部弹性区宽度按2.5~4.6 m考虑为宜。据此结合该矿区当前的开采深度,通过离散元数值软件进行了不同煤柱留宽的效果检验,最终确定在工字钢架棚支护的条件下,区段煤柱的合理留宽为20 m。     

平朔东露天矿端帮开采技术

分析了平朔东露天矿4#、9#煤端帮采煤的可行性,通过计算端帮煤柱整体安全系数,结合东露天矿生产条件,得出4#、9#煤采取单排采巷,4#、9#煤支撑煤柱宽度分别为5 m与6 m,隔离煤柱宽度分别为20 m与24 m,隔离煤柱间支撑煤柱数量都为10,通过采取端帮采煤,可多采出原煤28.47 Mt。分析端帮采煤与矿坑生产时空关系,保证端帮采煤上覆岩层安全厚度,使得端帮开采不影响矿坑正常生产与设备安全作业。     

采区煤柱区岩层深孔爆破防冲实践

徐州矿务集团有限公司下属某矿-1 000 m西一采区煤柱区冲击危险大,通过对采区煤柱4个工作面停采区域进行坚硬顶板岩层深孔爆破,降低了采区煤柱区域冲击地压危险性,实现了安全生产。     

综放回采巷道断层防水煤柱留设优化研究

针对综放回采巷道留设较大断层防水煤柱严重影响工作面生产系统布置,降低煤炭采出率的问题进行了断层防水煤柱留设优化研究。以义桥煤矿YF20-3断层防水煤柱留设优化为研究实例,采用钻探、巷探确定断层即不含水也不导水;通过理论计算,得到断层煤柱的最小留设宽度为47 m;采用灰色关联分析法和LMBP神经网络建立综合集成评价模型对断层煤柱的可靠性进行评价,当煤柱宽度不小于10 m时安全可靠;利用FLAC3D软件分析了断层煤柱在工作面推进过程中的应力及破坏规律,对评价模型的评价结果进行了验证。最终确定YF20-3断层煤柱的留设宽度优化为10 m。在13下04工作面开采过程中断层煤柱没有发生大规模破坏,顺槽运行良好。     

大采高双巷掘进巷间煤柱合理宽度研究

为解决大采高工作面双巷掘进巷间煤柱的留设问题,以某矿二盘区62101大采高工作面运输巷与辅助运输巷之间的煤柱为工程背景,采用理论分析与数值模拟的方法对巷间煤柱尺寸进行了系统的分析:首先通过极限平衡理论分析得出一次采动影响后煤柱破碎区宽度为2.52m,进而得出煤柱极限宽度为7.98 m;其次,在理论分析的基础上通过数值模拟分析了煤柱宽度为4、6、8、10 m时巷间煤柱的应力演化规律、破坏规律及巷道围岩变形规律;综合分析理论研究及数值模拟研究结果,同时考虑工作面实际生产地质条件,最终确定巷间煤柱的宽度为8 m。     

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。     

某矿遗留煤柱下工作面合理区段煤柱宽度研究

研究遗留条带煤柱下工作面合理区段煤柱宽度,对于增加回采巷道稳定性、减少资源浪费和实现工作面安全生产具有极为重要的意义。通过理论分析,研究了某矿条带煤柱的应力分布规律,确定了1310工作面区段煤柱宽度应小于7.07 m。通过数值模拟研究可知,当区段煤柱宽度为5 m时,区段煤柱及回采巷道承受的支承压力较小,区段煤柱虽发生塑性破坏,但还有承载能力。     

防水煤柱合理宽度留设原则及其应用

针对煤矿井下采空区老空水易突出的问题,结合试验工作面现场地质和生产条件,通过防水煤柱内应力分布特征确定了防水煤柱留设的基本原则。通过理论推导的方法确定合理的防水煤柱宽度为60 m。数值分析结果表明,留设60 m宽的防水煤柱可以有效防治老空水突出问题,消除了水灾害的隐患,保证了矿井的安全生产。