近距煤层巷道煤柱尺寸的优化设计

本文采用能描述岩体大变形特征的几何非线形程序FLAC3D,以赵坡煤矿的地质采矿条件为依据,进行数值模拟研究,在极近距离煤层联合开采条件下,对巷道在单独开挖以及在工作面开采时巷道围岩的受力和变形特征进行了分析,得出了巷道煤柱留设尺寸为3m时比较符合工程实际,对指导类似的工程施工有一定的借鉴意义。     

近距离煤层群联合开采底板巷道围岩支撑压力研究

针对近距离煤层联合开采时上覆煤层开采对下部煤层回采巷道的影响，结合现场实际进行矿压观测，得出底板巷道围岩支撑压力变化与巷道变形的规律，为巷道合理支护提供了依据。     

深部开采围岩应力及变形数值模拟研究

随着矿山开采向深部转移，出现的地压问题也日益增多，主要表现为冒顶、片帮及岩爆等。针对出现的这类问题，特别是深埋矿体开采过程中的应力变形，利用FLAC^3D程序对实际开采过程进行了模拟，对其应力场及位移场进行分析。模拟结果表明巷道两帮水平变形主要是由垂直应力作用造成的侧向膨胀，而巷道顶底板的垂直变形则主要是水平应力在垂直方向造成的挤压变形。研究结果为巷道支护方案提供了依据.     

近距离煤层开采巷道布置方式数值模拟分析

针对下石节煤矿开采中面临的下煤层开采巷道的合理布置问题,在分析煤层的地质开采特征的基础上,通过离散元数值模拟软件,对3种不同地质开采条件下煤层开采底板应力和位移分布情况进行模拟,并模拟了不同巷道布置方式下的应力分布和变形特征。结果表明:一侧采空煤体、一侧采空4~(-2)煤邻近采空区和两侧采空条件下巷道布置采用内错式最为合理,且最佳内错距离为20 m。采用此巷道布置方式时,巷道位于应力降低区,且巷道顶底板和左右两帮的变形很小,减小了支护难度。     

上行开采回采巷道围岩控制技术研究

为解决上行开采回采巷道围岩稳定性控制问题,针对淮南矿区某矿1122(3)工作面巷道实际工程地质条件,在分析上位巷道变形特点的基础上,利用数值模拟分析采空区区域垂直应力分布特征以及不同支护方案下巷道围岩的位移分布及变化特征,结果表明:下伏煤层开采对顶板的影响范围为100m,处于此影响范围内的巷道围岩受到严重的开采损伤,为此提出采用锚网索组合支护技术控制巷道变形,取得较好的支护效果,为同类巷道支护提供了一条有效途径。     

大断面巷道围岩变形机理及其控制技术研究

为解决大断面巷道断面大、跨度大、围岩易破坏变形、支护难度大的问题，结合乌苏四棵树煤矿8#井B51204运输顺槽地质条件及现场实际开采情况，对大断面巷道围岩变形破坏机理进行研究分析，通过FLAC3D软件对巷道应力及位移演化特征进行计算和分析，根据分析结果提出锚网索联合支护方案。工业性试验结果表明，采取优化的支护方案后，巷道顶板离层量最大为17 mm，顶、底板最大变形量为67 mm，两帮相对位移量为29 mm，实现了控制巷道围岩变形破坏的目的，为类似条件下大断面巷道支护提供了借鉴。     

花草滩煤矿轨道暗斜井变形破坏机理研究

随着煤矿开采深度的增加，U型钢被动支护难以缓解轨道暗斜井的变形。为解决轨道暗斜井巷帮移进和底鼓问题，采用数值模拟方法，分析了不同终采线位置时巷道的变形破坏规律，对煤柱宽度影响暗斜井围岩变形现象进行研究，总结出其内部应力分布规律。基于巷道塑性区演化规律，分析了暗斜井巷围岩的应力分布状态，发现巷道呈非对称性变形；此外，研究了相同应力分布特征、不同终采线时巷道变形的变化规律。研究结果表明，随着终采线距离增加，围岩最大变形量减小。     

回采巷道底鼓演化过程的分布式光纤实测研究

随着煤矿开采的深部化和开采设备的大型化，回采巷道底鼓成为制约工作面高效、安全回采的重要问题，揭示回采巷道底鼓的发生规律对巷道底板稳定性控制具有重要意义。在分析回采巷道底板变形破坏特征的基础上，结合巷道底鼓关键特征研究了分布式光纤应变表征方法，并通过钻孔布设分布式传感光缆，以煤矿现场大量实测数据为依据，对工作面回采过程中回采巷道底鼓的发生进行了系统分析。研究结果表明：分布式光纤以一个正应变峰值和一个负应变峰值分别对应底板岩层的离层和挤压的非协调挠曲变形特征，以光纤局部范围受拉对应底板岩层的破碎和挤压膨胀变形特征，破碎特征区光纤的应变增量、增速反映了破碎岩块之间的挤压剧烈程度。将回采巷道底鼓演化过程分为扰动、破坏、卸压隆起3个阶段，指出每个阶段底板岩层破坏特征，确立了各阶段破碎区分布式光纤应变特征值关键信息。研究所得结论为实现巷道围岩大范围分布式光纤监测提供新的思路，对回采巷道底鼓控制具有指导意义。     

中近距离煤层同采巷道变形破坏规律及其控制

针对布尔台煤矿上下煤层同采出现巷道剧烈变形破坏的情况,通过现场实测和FLAC~(3D)数值模拟获得本煤层开采及下煤层开采对保留巷道变形破坏的阶段性特征及巷道掘进、本煤层回采、下煤层回采等不同阶段保留巷道的最终塑性区分布特征,即同煤层一次采动阶段巷道表现为变形随滞后工作面距离增加而增大,并在滞后200～400m时趋于稳定,塑性区最大深度由1.5m扩展至2.25m并稳定,上下煤层同采时留巷产生剧烈变形破坏,滞后段变形破坏急剧增加,呈现不规律性,塑性区由2.25m急剧扩展至6m。基于此,提出应力调控方法,即内错距离大于120m时,保留巷道在上下煤层同采时塑性区将大大减小,通过现场实践,将内错距离实际调控至508m,巷道变形得到有效控制。     

急倾斜煤层巷道支护结构轴向变形模拟试验

为了在急倾斜煤层无煤柱开采过程中保证穿越煤层巷道的稳定性,需要对穿越的巷道进行合理的支护。根据相似理论原理设计了急倾斜煤层开采时巷道支护结构变形研究的模拟试验系统,并对支护结构的轴向变形进行了试验。试验结果表明急倾斜煤层开采过程中巷道支护结构的变形分为压缩-再次压缩-稳定型、稳定-压缩-回弹-稳定型和稳定型3种类型;支护结构与煤层交界部位是支护设计的关键部位;支护结构应具备柔性和可伸缩性;验证了急倾斜煤层开采过程中支护结构稳定-压缩-回弹-稳定的变形特性。     

深部巷道支护中的数值计算

本文通过对红阳三矿深部开采支护的数值计算，查明了回采及开拓巷道的变形、破坏规律，并对支护设计效果进行了比较分析。分析在深部巷道中有支护和无支护时，围岩巷道变形情况以及巷道顶板最小、最大应力，顶板位移变化情况。     

近距离煤层大倾角工作面围岩变形及控制

针对近距离煤层下大倾角煤层采场围岩控制这一难题,从理论上分析了上位煤层开采后的底板破坏深度,运用数值模拟FLAC3D研究了残留煤柱和采空区下大倾角俯伪斜开采不同区段应力分布特征;针对俯伪斜开采不同区段矿压显现特征,提出并实施了相应的片帮冒顶控制技术及巷道锚索加强支护技术。研究结果表明:当部分工作面及巷道处于煤柱下方时,巷道断面变形破坏量大、工作面煤壁片帮严重,顶板破碎,完整性差。当部分工作面及巷道处于采空区正下方时,易造成工作面冒顶。采取铺锚链网并辅助工字钢和架前链接金属网对破碎顶板和煤壁进行了加固,采用锚索配合矿用工字钢锁U型钢棚技术对煤柱应力集中影响下巷道进行了加强支护。工程实践表明,片帮冒顶得到很好控制,巷道变形量也在可控的范围内。     

浅埋煤层群下位煤层巷道布置方法研究

浅埋煤层群下位煤层巷道布置受上位煤层开采影响较大。通过FLAC3D数值计算分别对下位煤层工作面巷道外错式、重叠式和内错式布置的破坏特征、应力和变形规律进行分析,得出了内错式布置巷道时的顶板应力变化、变形量和破坏范围相对较小,下位煤层回采巷道宜采用内错式布置。     

特厚煤层综放开采邻空巷道围岩控制技术研究

为解决灵东煤矿特厚煤层综放开采巷道剧烈变形的问题,采用钻孔应力监测系统对煤柱内围岩应力分布状态进行了实测分析,并以邻空巷道围岩变形特征为基础,分析了特厚煤层综放开采巷道剧烈变形的影响因素,确定了以应力环境优化+支护强化为原则的特厚煤层综放开采邻空巷道围岩控制技术。研究结果表明巷道布置位置、巷道掘进时机、围岩支护强度及支护质量为邻空巷道围岩控制的关键影响因素。为有效控制邻空巷道围岩剧烈变形,需将巷道布置在应力降低区,区段煤柱合理宽度应为8~9.5 m;巷道应在采空区侧向顶板活动稳定后方可进行掘进;加强巷帮围岩支护。     

不同开采方式的巷道变形及顶板稳定性研究

基于某矿2304工作面煤厚5.2m综放开采背景,利用FLAC3D、UDEC进行了不同采矿方法沿空巷道和顶板断裂特征模拟。模拟得出了大采高开采和综放开采的沿空巷道变形特征、顶板来压步距,模拟结果与理论分析基本一致。     

深井开拓巷道围岩变形与支架的关系

分析了深井巷道在刚性、可缩性支架作用下，巷道围岩变形特征、可缩性支架受力特点，对深部开采巷道层位、支护方式选择具有一定的参考价值。     

联合布置采区底板巷道合理布置深度研究

联合布置采区底板巷道的布置深度一直是煤矿安全高效生产的难点与重点,文章以翟镇煤矿三采区运输下山为研究背景,采用UDEC3.1数值模拟软件对2号煤、4号煤开采时对不同布置深度的运输下山围岩变形与应力分布特征进行模拟研究。结果表明:为了确保巷道的安全使用,运输下山与4号煤的间距应大于15 m。在实际应用中对巷道变形进行监测,巷道变形量处于安全范围,巷道可以正常使用。     

岩性及层位对巷道非对称变形的影响

为研究深部开采时,岩性和位置关系对巷道围岩非对称变形的影响,运用FLAC3D对深部倾斜巷道进行不同岩性和位置关系下的位移变化特征、应力分布和塑性变形模拟分析。研究表明:巷道布置于偏硬岩层中时,岩性及位置关系对巷道围岩非对称变形影响较大;巷道布置于较软岩层中时,岩性及位置关系作用效果不明显;巷道布置于较硬岩层中时,位置关系影响较小,巷道所处层岩性对围岩变形、围岩应力分布起关键作用,岩性愈硬,应力集中愈严重,最大水平应力与最大垂直应力差值也随之变大。位置关系的改变对围岩塑性变形范围作用较小,但对围岩塑性破坏类型作用明显。     

北皂煤矿油页岩上行开采软岩巷道的影响分析及支护对策

 针对北皂煤矿油页岩上行开采软岩巷道变形较严重的问题采用UDEC数值模拟软件对煤2层开采后煤1油2层的应力状态和变形规律进行分析,得出煤1油2层在对应煤2层煤壁前方20m至煤壁后方约30m范围内产生明显的塑性破坏和拉伸破坏。对回采巷道的围岩变形情况进行了监测分析,得到了软岩巷道的围岩变形特征为：巷道变形表现为环向受压,且为非对称性;超前支撑压力的明显影响范围为30m左右。并提出了采动区内软岩巷道支护技术方案。     

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。