孤岛工作面区段煤柱宽度分析及矿压特征分析

为有效分析伯方煤矿3205孤岛综放工作面区段煤柱合理宽度和工作面回采期间的矿压规律,通过数值模拟的方式进行不同煤柱宽度下回采巷道围岩应力和围岩位移分布规律的分析,确定区段煤柱的宽度为6 m.通过对液压支架进行矿压监测,分析工作面回采期间,基本顶的来压情况及来压强度,得出工作面两端头和中部的初次来压步距分别为20.5 m和23.8 m,周期来压步距在8.8～11.2 m,工作面两端头的来压强度大于中部。     

回采巷道侧向支承压力对工作面前方支承压力峰值和塑性区宽度的影响

为分析回采巷道侧向支承压力对于工作面前方支承压力峰值和塑性区宽度的影响,在地基梁模型的基础上引入巷道侧向支承压力的应力集中系数k,推导出考虑了巷道侧向支承压力的顶板位移曲线,通过该曲线可计算工作面前方矿体的支承压力以及塑性区宽度。通过相应的工程实例进行试算,结果表明:在计算工作面前方的塑性区宽度和支承压力峰值时,若不考虑回采巷道侧向支承压力的影响,会导致计算结果偏低,其结果不符合实际情况。此外,工作面前方的峰值支承压力并非随回采巷道侧向支承压力的增大而呈线性增大,因而在计算工作面前方的峰值支承压力时,不能将工作面的前支承压力和回采巷道的侧支承压力先分开计算后再进行简单叠加。     

采掘叠加集中应力区的防突措施效果分析

煤层回采工作面会在工作面前方一定范围内形成应力集中区,而在应力集中区进行采掘活动时,会导致集中应力的叠加,容易诱发煤与瓦斯突出事故。以某矿煤巷掘进工作面通过上覆煤层工作面停采线应力集中区为实例,对区域和局部防突措施效果进行了分析,结果表明,在工作面停采线应力集中的影响范围可达周围40 m,尤其是在工作面前方,瓦斯排放钻孔对缓解应力集中影响有明显效果。     

孤岛工作面区段煤柱承载特性演化规律研究

孤岛工作面矿压显现强烈,巷道支护困难。采用合理技术解决孤岛工作面回采问题,对提高煤炭资源回采率具有重要意义。以8105孤岛工作面进风巷为工程背景,通过数值模拟方法,分析了掘进和回采期间不同宽度煤柱内应力和裂隙分布特征,得到了孤岛工作面区段煤柱承载特性演化规律,最终确定煤柱宽度为7 m。通过工业性实验发现巷道掘进期间,巷道整体变形量在预计范围内,验证了煤柱宽度的合理性。     

基于工作面顶板巷“一巷两用”的试验及应用

在煤巷掘进过程中为防治煤与瓦斯突出,以及防止工作面回采期间瓦斯超限,采用顶板巷穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯;在工作面回采期间将顶板巷作为高抽巷抽采瓦斯。在恩洪煤矿122908工作面的试验及应用结果表明:顶板巷穿层钻孔可有效消除煤巷掘进工作面突出危险性,瓦斯含量基本控制在8 m3/t以下;掘进进度由平均不足30 m/月提高到平均48 m/月,月进度提高60%;工作面回采期间高抽巷瓦斯抽采浓度为10%~17%,抽采纯量为2.32~3.56 m3/min,上隅角瓦斯浓度在1%以下。通过优化设计,实现了顶板巷"一巷两用"的目的。     

基于工作面顶板巷“一巷两用冶的试验及应用

在煤巷掘进过程中为防治煤与瓦斯突出,以及防止工作面回采期间瓦斯超限,采用顶板巷穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯;在工作面回采期间顶板巷作为高抽巷抽采瓦斯。在恩洪煤矿122908工作面的试验及应用结果表明:顶板巷穿层钻孔可有效消除煤巷掘进工作面突出危险性,瓦斯含量基本控制在8m3/t以下;掘进进度由平均不足30 m/月提高到平均48 m/月,月进度提高60%;工作面回采期间高抽巷瓦斯抽采浓度为10%~17%,抽采纯量为2.32~3.56 m3/min,上隅角瓦斯浓度在1%以下。通过优化设计,实现了顶板巷"一巷两用"的目的。     

单一低透气性煤层卸压带瓦斯抽采的基础研究

对于不具备保护层开采条件的单一低透气性高瓦斯突出煤层,近年来随着开采强度的不断增大,仅仅依靠工作面采前预抽已不能满足安全生产需要。为此,在研究煤层采动影响条件下,采煤工作面前方煤体应力重新分布的基础上,以焦作煤业公司所属矿井为试验场地,通过考察采场矿山压力分布规律以及不同应力带钻孔瓦斯流量变化规律,对回采工作面卸压带位置和宽度进行了分析和研究,结果表明,其工作面超前卸压带宽度为15～20 m,可为合理布置抽采钻孔,提高瓦斯抽采效率提供依据。     

五阳煤矿孤岛综放工作面合理护巷煤柱宽度研究

为确定五阳煤矿"孤岛"综放工作面合理护巷煤柱宽度,控制回采巷道变形破坏,以7603工作面为工程背景,采用三维有限差分软件FLAC3D,对不同护巷煤柱宽度条件下的回采巷道围岩应力分布和塑性区发育特征进行了模拟分析,结果表明:该工作面合理的护巷煤柱宽度为22.5m。     

孤岛煤柱条件下冲击危险工作面终采线位置优化设计

针对姚桥煤矿采区下山孤岛保护煤柱,工作面回采末期微震释放总能量、频次持续上升,现场冲击危险性增强的现象;基于理论分析和数值模拟分析了孤岛煤柱区应力分布形态及工作面开采前后煤柱区应力分布特征;结合工作面开采条件,优化了工作面终采线位置。研究表明:工作面回采前采区孤岛煤柱应力分布特征呈"马鞍形"分布,当工作面走向开采尺度大于920m时,煤柱区支承应力曲线由"马鞍型"逐渐向"单峰型"过渡,煤柱区应力集中系数从2.20升高到2.56。现场实践表明:工作面走向实际回采尺度900 m,比原设计停采线提前30 m停止回采,该工作面区段保护煤柱宽度由175 m增加至205 m,煤柱区应力呈"马鞍形"分布,有效保障了工作面安全生产,降低了采区保护煤柱区应力集中度,为后续工作面开采创造了有利条件。     

松软煤层回采工作面应力集中带特征研究

由于采掘的影响,让原本处于平衡状态的煤层应力又重新分布,并且在工作面前方形成了一定宽度的应力集中带.在应力集中带内,瓦斯难以排放,对安全生产构成威胁.文章通过对松软煤层回采工作面前方煤体垂直应力的现场实测,找到了回采工作面应力集中带的大致范围,并发现应力集中带较前人所研究的离煤壁距离更远,通过整理分析资料,讨论产生这种...     

孤岛工作面围岩应力特征及支护技术

以淮南张集矿32205工作面为背景,采用FLAC3D数值模拟软件对孤岛工作面应力分布特征进行了分析。结果表明:孤岛工作面形成后,工作面应力主要集中在采空区的两侧。巷道掘进前,对比不同煤柱宽度下孤岛工作面巷道围岩应力分布,确定留设煤柱的合理宽度为7m。回采期间,工作面超前支承压力峰值随工作面推进距离先增加后减小。针对该工作面具体条件对巷道采取相应的加强支护,经现场实测结果表明:32205工作面回采巷道变形量较小,满足安全生产的要求。     

大采高综采工作面煤壁应力及稳定性研究

利用煤壁力学模型,分析工作面前方支承压力与煤层压缩角之间的关系,结合成庄矿4322工作面的实际情况,研究大采高综采工作面煤壁应力,计算得出煤壁上的应力为15.0 MPa,工作面前方支承压力峰值为22.6 MPa,煤壁极限平衡区宽度为16.4 m。利用数值模拟软件FLAC3D,求解工作面回采150 m后煤壁的应力,以验证理论计算结果,通过分析工作面中部和端头煤壁的塑性破环范围,研究4322工作面煤壁稳定性。结果表明:工作面两端头煤壁比中部煤壁容易发生片帮。根据工作面前方支承压力分布规律和煤壁前方塑性区范围,研究大采高综采工作面煤壁片帮机理,提出煤壁片帮防治措施。     

煤层注水治理瓦斯在小回沟煤矿的应用研究

煤层中水分对瓦斯具有逐气和封闭双重作用.通过煤层注水,可提高瓦斯抽采效果,同时降低工作面回采期间落煤瓦斯涌出量.小回沟煤矿采用静压注水方式,单孔注水量为16.8 m3,注水时间为4.2 h,注水位置在工作面前方21 m,有效降低了工作面回采时的瓦斯涌出量,确保了矿井安全生产.     

高瓦斯区孤岛面回采期间瓦斯综合防治技术

 通过对1321孤岛工作面瓦斯来源和瓦斯涌出规律进行综合分析,并针对工作面回采期间现场实际情况,采取系列有效的瓦斯防治技术,实现了1321孤岛工作面安全回采。     

煤巷掘进过程煤层瓦斯运移规律的数值模拟

研究煤巷掘进过程中瓦斯运移规律对瓦斯灾害防治具有重要的意义.本文构建了瓦斯流动的固气耦合模型,应用RFPA_GASFLOW软件对煤巷掘进过程瓦斯运移进行数值模拟.研究表明,煤巷掘进过程中,掘进巷道周围产生瓦斯渗流场,瓦斯压力梯度等值线呈轴对称分布并随着巷道的掘进向前移动;掘进工作面前方和掘进巷道两帮煤壁内的瓦斯压力的变化规律相同,瓦斯压力在渗流场内呈抛物线分布,瓦斯压力梯度在巷道附近最大,并逐渐增加至煤层初始瓦斯压力,采掘作业只对巷道周围一定范围内的瓦斯压力有影响;随着煤壁暴露时间的增加,巷道周围煤层中的瓦斯压力和瓦斯流量逐渐降低,最终趋于稳定.     

瓦斯异常区工作面浅孔抽放瓦斯综合治理技术

陈四楼煤矿十二采区为瓦斯异常涌出区域,如何实现安全回采成为亟待解决的问题。通过研究工作面前方煤体渗透性的变化规律及钻孔布置对瓦斯抽放效果的影响因素,提出了全新的瓦斯异常区工作面浅孔抽放综合技术,即以浅孔抽放技术为核心内容,结合"U型通风+上、下隅角堵漏"的工作面通风管理方法。21207工作面应用该技术后,上隅角瓦斯浓度由0.5%(最高0.7%),降到0.1%~0.2%之间,瓦斯涌出量降至2.5 m3/min以下,有效降低了工作面回采期间的瓦斯浓度。     

房柱式采煤工作面采空区瓦斯浓度分布规律研究

通过对桃坪沟煤矿3205回采工作面采空区瓦斯浓度分布的实际测定,初步查明了房柱式回采工作面采空区瓦斯浓度的分布规律,为今后此类工作面采空区瓦斯防治、防止采空区瓦斯事故的发生提供了科学依据。     

近距离煤层群上煤层回采的底板应力分布规律

为了研究近距离煤层群开采时的巷道围岩应力及塑性区发育的变化规律,以某煤矿回采近距离煤层群上位煤层为研究背景,采用理论分析计算、数值模拟的研究方法,对工作面回采期间煤层底板及巷道周边围岩应力的变化规律进行研究,同时模拟研究了回采对原开切眼周边围岩及底板塑性变化情况.计算结果显示:煤层在回采期间底板应力最大值位于回采位置前方10～15 m,随着工作面回采距离的不断增加,其底板的应力集中系数也逐渐变大,同时位于原开切眼处的巷道周边围岩塑性区发育范围也逐渐增大、发育更深.     

独头煤巷掘进过程中瓦斯分布规律研究

根据独头掘巷压入式通风风筒漏风规律、煤巷瓦斯涌出规律,从理论上分析了压入式通风掘进煤巷的瓦斯分布规律,给出了巷道中瓦斯最高浓度及其距掘进工作面长度的计算方法。分析结果表明瓦斯浓度随至掘进工作面距离增大,先急剧增大,然后缓慢减小。结合坦家冲矿2264掘进煤巷的具体参数,分析了巷道风量分布规律、瓦斯分布规律和至掘进工作面不同距离的瓦斯涌出量,并与巷道瓦斯浓度分布实测值进行对比,定量计算了2264掘进煤巷在至掘进工作面约260 m处,瓦斯体积分数最大达0.78%,在至掘进工作面约380 m以后,瓦斯涌出量基本稳定,从而验证了规律的正确性。     

孤岛工作面沿空掘巷围岩控制技术

为了解决新桥煤矿孤岛工作面沿空掘巷的支护难题,以孤岛工作面支承压力分布和回采巷道围岩变形规律的理论为基础,采用煤岩体内塑性区极限平衡理论,导出煤柱宽度的理论计算公式,结合实际地质条件,确定了合理的煤柱宽度为4.5 m。设计合理的支护参数以锚网索为基本支护,沿空帮采用预应力桁架支护技术,不仅控制了煤柱整体位移,而且进一步限制煤柱松散破碎变形,保障了工作面的安全回采。