综放开采超长工作面区段煤柱宽度优化分析

针对综放开采工作面区段煤柱尺寸优化问题,以某矿19106工作面为工程背景,利用FLAC~(3D)数值分析软件对采空区侧向支承压力分布和塑性区破坏范围进行模拟分析。结果表明:塑性区分布形成了一定范围的拉剪破坏区域,巷道的布置要尽可能避开该区域。考虑到受双侧采动影响,煤柱内存在较大的弹性区(5 m),弹性区的存在使得煤柱的承载能力提高,区段煤柱最终确定为20 m。     

区段煤柱合理宽度的数值模拟研究

通过分析,应力降低区的区间为6 m以内的煤柱,因此煤柱宽度6 m的巷道,支护载荷相对较小,有利于巷道维护。通过不同煤柱宽度的巷道围岩变形分析,煤柱宽度为6 m时,两帮变形量最小,煤柱自身稳定性好,有利于控制煤柱变形。综合以上模拟分析,煤柱合理宽度为6 m。     

浅埋煤层孤岛工作面区段煤柱宽度优化

为了掌握浅埋煤层矿压变化规律,同时解决因煤柱留设不合理而造成的煤炭资源浪费问题,以榆林双山煤矿308工作面与306工作面为工程背景,通过理论计算、数值模拟及工业性试验等方法,对306工作面区段煤柱合理留设尺寸展开研究。研究结果表明：极限平衡理论分析得出,煤柱内部弹性核区的宽度为3.8 m,区段煤柱极限宽度为11.4 m;数值模拟结果与现场实测数据相吻合。结合工作面实际生产地质条件,确定306工作面合理煤柱留设尺寸为11.5 m,并提出相应的巷道围岩支护方案。研究成果为浅埋煤层区段煤柱的尺寸留设提供了理论支持和技术指导,有助于有效提高煤炭回采率。

     

深井动压区段煤柱应力演化及合理宽度研究

针对崔家寨矿6#煤层深部开采地质条件,通过在工作面区段煤柱内沿宽度方向布置应力传感器,实测煤柱受采动影响全过程的应力演化特征。继而采用FLAC3D模拟软件分析不同宽度煤柱应力场状况及巷道围岩整体稳定性,数值模拟与煤柱应力现场实测结果综合对比,将崔家寨矿6#煤层深部动压区段煤柱尺寸由经验值20~23 m缩减到5~7 m。现场实践表明,煤柱宽度缩减后,能确保煤柱本身及巷道围岩整体稳定,且提高了资源回收率。     

综采工作面区段煤柱合理宽度研究

通过对西曲矿2#综采工作面区段煤柱合理宽度的留设理论分析,根据煤柱保持稳定的基本条件对工作面煤柱合理宽度进行了理论计算,应用FLAC3D软件对其进行了模拟计算。结果表明:理论计算结果与模拟结果相吻合,为类似区段煤柱合理留设提供依据。     

平朔井工三矿区段煤柱宽度优化研究

区段煤柱的留设宽度是影响回采巷道围岩稳定性的重要因素,平朔井工三矿工作面区段煤柱宽度一直采用经验值20m,为优化区段煤柱宽度,提高资源采出率,采用现场实测、理论计算和数值模拟方法对平朔井工三矿合理区段煤柱宽度进行了研究。煤柱应力实测表明：井工三矿9104与9105工作面间20m煤柱宽度有一定的富裕量,根据极限平衡理论计算与数值模拟结果,平朔井工三矿区段煤柱合理宽度应大于12m。     

综放工作面区段煤柱合理宽度优化研究

为了合理确定兑镇煤矿工作面区段间的煤柱宽度,在保证巷道支护稳定前提条件下,减小煤柱宽度,提高煤炭采出率,通过对现场采集的煤层及顶底板煤岩样进行了煤岩体的物理力学参数测试,采用FLAC3D数值分析软件,建立了工作面回采过程中不同宽度区段煤柱的力学模型,对比分析了3种不同煤柱宽度时围岩应力、变形及塑性区分布规律的差异。结果表明：16 m宽的煤柱可以较好地减小工作面推进过程中煤体的应力集中程度、塑性区范围及侧向位移,减少煤柱宽度,最终确定了区段煤柱合理的宽度为16 m,工作面实现安全回采。     

不同屈服准则下回采巷道区段煤柱的合理宽度

以某矿为背景,对该矿6-6~#煤层开采中S_1段与S_2段区段煤柱合理宽度的问题进行了研究,基于摩尔库伦准则、SMP准则对区段煤柱的合理宽度进行计算,并采用FLAC~(3D)数值模拟的方法对6-6~#煤层S_1段采空后不同距离下S_2煤体中应力分布特征,及不同宽度的区段煤柱(6、8、10、12、14、16、18 m)下煤柱中的垂直应力、水平应力、煤柱中非塑性破坏宽度、以及S_2段巷道中围岩的位移情况进行分析;通过研究,最终确定该矿6-6~#煤层区段煤柱的合理宽度应为11~12m;通过将摩尔库伦准则、SMP准则计算所得煤柱宽度与模拟结果进行对比,发现模拟结果与SMP准则所得结果更接近。     

特厚煤层区段煤柱合理宽度研究及巷道支护优化

合理宽度的留设是特厚煤层区段煤柱能否安全高效开采的关键。为了提高资源回采率，以韩家洼煤矿特厚煤层综放开采面为工程背景，对区段煤柱合理留设宽度进行了研究。通过现场观测调研，揭示了巷道在原支护方案下的变形特征和机理，运用稳定核区理论和极限平衡理论对特厚煤层综放面区段煤柱合理宽度进行了计算；并通过FLAC3D软件分别构建了三种区段煤柱宽度方案，从应力演化与塑性区扩展的角度进行数值模拟综合对比分析，从而优化确定合理区段煤柱尺寸为12 m；根据22401工作面的地质和生产条件，以提高煤炭的资源回收率为首要经济需求，以控制围岩变形、位移和裂隙发展为主要工程内涵，以积极主动地保持围岩的整体性为主要技术目标，基于工程类比的方法，采用非对称“锚杆+钢带+钢筋带+锚索”的联合支护技术。该研究成果可为类似条件煤矿区段煤柱留设提供参考和借鉴。     

特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度研究

针对塔山矿特厚煤层综放工作面与回采巷道对头施工过程中面临的区段煤柱合理宽度留设、回采动压影响范围确定等问题,采用理论分析、数值模拟及现场应力实测等手段对特厚煤层综放采场覆岩断裂结构、区段煤柱应力分布及区段煤柱合理宽度进行研究。采空区一侧煤体应力,应力剧烈影响范围30~35 m。煤柱应力现场实测表明,相邻工作面回采期间应力沿煤柱宽度大致呈单峰型、非对称分布,应力高峰区距8210回风巷21~30 m、距8208采空区8~17 m,采空区顶板运动稳定滞后距离120~130 m。结果表明,塔山矿特厚煤层综放面对头施工条件下留设38 m煤柱是安全的,从煤柱应力分布角度分析煤柱宽度可减小至30~32 m。     

浅埋深综采工作面区段煤柱宽度优化研究

为了减小盘区开采区段煤柱宽度,提高盘区采出率,采用现场观测的方法,分析了原留设20 m宽区段煤柱时,经上下工作面2次回采,动压作用下巷道顶板最大位移56 mm,两帮最大移近量45 mm,为进一步减小护巷煤柱宽,在原有支护方式不变的条件下,优化确定合理煤柱宽度,采用数值计算方法,模拟不同宽度煤柱巷道变形特征,计算显示留12 m宽度煤柱巷道能够保持稳定。工程实践表明,掘进与回采期间顶板下沉量累计112 mm,两帮移近量累计106 mm,巷道变形控制在许可范围之内,煤柱也始终处于稳定,满足了安全生产要求,多采出煤炭7万t。     

大倾角煤层区段煤柱合理留设宽度研究

 在现有煤柱宽度理论计算公式的基础上,针对大倾角煤层围岩应力特点,综合考虑煤层倾角、顶板垮落对采空区充填以及在采动时对煤体引起的损伤等多方面影响,推导出大倾角煤层区段煤柱合理留设宽度理论计算公式,并应用于胜利煤矿,取得了良好的技术与经济效果,该研究对确定大倾角煤层区段煤柱合理留设宽度具有参考作用。     

区段煤柱合理尺寸数值模拟研究

根据陕西秦源煤矿工程地质条件,通过建立FLAC3D数值模型,模拟分析了不同宽度的区段煤柱围岩破坏特征和垂直应力分布特征,结果表明:在煤柱承载能力范围内,随着煤柱宽度的减小,应力值逐渐增加,当达到承载能力极限时应力降低,煤柱破坏,失去承载能力。最终确定区段煤柱尺寸为13 m,为该矿后续煤层开采区段煤柱留设尺寸提供了依据。     

连续采煤机短壁机械化开采煤柱合理宽度研究

为提高东圪堵煤矿1601连续采煤机短壁工作面采出率,确定合理的顶板控制技术措施,针对该矿连采工作面开采条件,采用FLAC3D数值模拟和现场观测手段,分析了1601连采工作面刀间煤柱、区间隔离煤柱不同宽度条件下顶板垮落情况。数值模拟与现场观测结果一致表明：在刀间煤柱宽1.0～1.5 m,隔离煤柱宽12 m条件下,既能最大限度地提高连采工作面采出率,又能保证顶板有规律的垮落。煤柱宽度进行合理优化后,1601连采工作面的采出率达到了68.7%,顶板垮落步距为5个联络巷宽。     

综放工作面沿空巷道小煤柱宽度分析

采用离散元数值计算对综放面侧向支承压力进行研究,得出压力分布规律及巷道布置的合理位置。通过理论计算得出煤柱塑性区宽度,进而确定出沿空巷道小煤柱的合理宽度,并对巷道的稳定性进行计算分析。结合工程实践,表明此方法确定的煤柱尺寸科学可靠,为综放工作面沿空巷道布置提供了科学依据。     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度确定

针对202综放面地质条件,运用理论计算和数值模拟分析的方法初步确定窄煤柱合理宽度为5 m,通过现场矿压实测分析表明,煤柱宽度为5m是合理的,为天池煤矿综放沿空掘巷窄煤柱宽度合理留设提供了可靠依据,并为类似条件下窄煤柱合理宽度留设提供了借鉴。     

胡底煤矿3#煤层工作面区段煤柱合理宽度研究

为研究胡底煤矿3^#煤层区段煤柱合理留设宽度,采用现场实测的方法实测了1303(上)工作面侧向支承压力分布情况。结果表明,在回采期间煤柱最大应力值为15.6 MPa,应力集中系数为1.55~1.74,平均应力集中系数为1.65。煤柱尺寸可以进一步缩小,在原设计35 m的基础上减去未受影响区尺寸(7 m),优化后煤柱留设宽度为28 m。