三软煤层孤岛工作面沿空巷道围岩控制技术研究

某矿21101工作面沿空掘巷机巷原采取4 m窄煤柱护巷,36U型钢支架支护,巷道掘出不久即严重变形。基于沿空掘巷上覆岩体大小结构模型分析了沿空巷道围岩控制原理,理论计算结合数值模拟分析确定了煤柱留设宽度为6 m,对新型棚-索协同支护效果进行了对比分析,结果表明留设合理尺寸的窄煤柱,采用棚-索协同支护,能较好控制三软煤层工作面沿空巷道的强烈变形。     

孤岛综放工作面沿空掘巷窄煤柱留设宽度优化设计

为了解决孤岛综放工作面沿空掘巷矿压显现剧烈、巷道围岩控制困难的难题,运用理论计算、数值模拟及现场实测的方法,研究了孤岛综放工作面回采巷道在不同宽度窄煤柱条件下的围岩稳定状况。基于采空区侧煤体支承压力分布特征以及沿空掘巷的力学模型,分别从内应力场和极限平衡理论角度计算分析,确定了护巷窄煤柱留设宽度的合理尺寸范围为4.46~7.3m。采用数值模拟方法对窄煤柱留设尺寸进行了对比分析,得到3204孤岛综放工作面护巷窄煤柱的最优尺寸为5 m。现场监测数据表明:3204工作面回风巷道两帮的最大变形量为147 mm,顶底板最大变形量为95 mm,能够满足安全生产要求。     

深部充填沿空巷道护巷煤(岩)体受力特征及稳定性分析

为研究深部充填工作面沿空巷道护巷煤(岩)体受力特征及其稳定性,以山东新巨龙矿1302N-2#充填工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟和现场实测对沿空巷道护巷煤(岩)体受力特征和围岩变形进行分析和研究。结果表明:通过得出的护巷煤(岩)体的最小宽度计算公式和沿空巷道所受应力初步确定了留巷矸石墙和掘巷煤柱宽度;充填开采留巷围岩变形主要受充实率影响,充实率越小,护巷矸石墙宽度越大,留巷越不稳定,保持留巷稳定的充实率需达86%;采空区充填沿空掘巷时,煤柱越宽其所受垂直应力越大,结合巷道变形和现场实际充实率确定沿空掘巷煤柱留设为5 m。工程实践表明,沿空留巷不能满足使用要求的主要原因是充实率不足,采用所确定的留(掘)巷参数,巷道变形量在合理范围内,证明了所选参数的正确性。     

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。     

窄煤柱护巷合理宽度探讨

留窄煤柱沿空掘巷是提高煤炭采出率十分有效的一种方法。通过FLAC3D有限元软件对李村煤矿6303工作面轨道巷不同宽度窄煤柱垂直方向应力、水平位移场以及巷道变形情况进行数值模拟,得出了该矿沿空掘巷煤柱的合理宽度留设标准,确定留设5m左右窄煤柱护巷时稳定性较好。将理论分析结果应用于实践中,现场支护效果十分理想。     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度研究

为了减少干河煤矿区段煤柱的宽度,通过理论分析和FLAC3D软件建立2-1052巷留窄煤柱沿空掘巷数值模型,确定2-1052巷沿空掘巷所留设窄煤柱的宽度为6m。现场窄煤柱护巷掘进后,巷道两帮的深部位移量控制在有效范围内,可以保证巷道的安全掘进及正常回采。     

软顶底采场沿空掘巷窄煤柱尺寸留设研究

留设较宽的沿空掘巷煤柱不但造成煤炭资源浪费,往往在回采后出现应力集中效应,窄煤柱的留设是沿空巷道围岩结构的关键组成部分,其稳定性最终关系沿空掘巷技术的成效好坏。本文根据具体的地质资料采用FLAC~(3D)数值模拟软件分析了回采期间煤柱应力分布以及位移特征,综合考虑煤柱的尺寸设计及留设煤柱的稳定性、资源的回收率,最后留取5m煤柱作为沿空留巷的护巷煤柱。     

基本顶断裂位置对窄煤柱护巷的稳定性分析

针对营盘壕煤矿大埋深、厚煤层留窄煤柱开掘2202工作面辅运顺槽的问题，研究沿空巷道基本顶断裂位置对窄煤柱护巷的稳定和巷道围岩变形的影响，沿空巷道的开掘其基本顶会发生4种断裂形式，采用3DEC数值模拟软件对不同断裂形式进行了模拟研究。模拟结果表明：断裂位置在窄煤柱外侧3 m时，护巷效果明显；断裂位置位于巷道上方和实体煤内侧3 m时窄煤柱所受载荷较大且变形严重，窄煤柱稳定性差，无法承载覆岩载荷，巷道围岩塑性区范围增大，对于护巷极为不利；所以巷道应开掘在基本顶断裂位置的内侧、窄煤柱上方和外侧采空区一侧，巷道围岩变形小，窄煤柱稳定有利于护巷。     

深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定

针对深部煤层群沿空掘巷具体生产地质条件,采用理论分析、数值计算及现场试验相结合的方法,得出深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律和煤柱应力分布、巷道围岩应力分布、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系及护巷煤柱宽度的理论计算5个方面综合考虑护巷煤柱的宽度,尤其充分考虑了下层煤回采对上层煤沿空掘巷护巷煤柱宽度大小留设的影响。现场试验结果表明：该方法确定的煤柱宽度科学、可靠,为深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定提供了科学依据,改善了深部巷道维护困难的局面和提高了煤炭资源采出率。     

沿空留巷的支护设计

回采工作面区段巷道的无煤柱护巷有两种形式:一种是沿采空区边缘保留巷道,称为沿空留巷,一种是沿采空区边缘掘进巷道,称沿空掘巷.无煤柱护卷可以改善区段巷道的维护条件,降低掘进率,提高回采率,对提高煤矿经济效益具有十分重要的意义.无煤柱护巷在国外先进采煤国家已得到广泛应用.70年代以来,我国煤矿也大力推广无煤柱护巷,已取得了很好的技术经济效果.