建筑物下条采设计方法研究

 为了最大限度的开发利用建筑物下煤炭资源,同时保护地表建筑物免受采动破坏,本文以微山某矿为例,对建筑物下煤炭开采方案进行了研究。根据地质采矿条件,设计了地表建筑物保护煤柱,对保护煤柱内的煤炭资源设计了条带开采方案。在保证煤柱稳定性和采出率的基础上,确定了条带开采采留宽及布置方法,采用概率积分法计算了条带开采后地表移动和变形大小。研究表明,所设计的条带开采方案可以有效保护地表建筑物,在保证建筑物安全的同时提高了采出率,为该矿开采建筑物下压煤问题找到了一种技术可行、经济合理的途径。     

建筑物下深部煤层二次条带开采研究

为解决林西矿建筑物下煤炭资源回收的问题,结合其埋深大、顶板坚硬的地质条件,提出先采用较小采宽和较大留宽进行条带开采,等地表变形稳定后,对条带开采的保留煤柱进行二次条带开采.以关键层理论为基础,采用理论分析、数值模拟和现场实测的方法研究了条带开采和二次条带开采；得出以亚关键层1为开采设计依据；确定了条带开采方案,采宽60 m,留宽120m；二次条带开采时采用窄煤柱沿空掘巷,采宽60 m,留宽55 m.研究结果表明:亚关键层1控制着地表下沉变形；条带开采和二次条带开采引起的地表变形对建筑物的损坏均在Ⅰ级损坏内.在林西矿九东区域进行了工业性试验,取得了较好的效果.     

村下压煤条带开采技术在某矿的应用

结合理论分析,研究了条带开采煤柱破坏的形式,分析了影响煤柱稳定性的因素,利用A.H.威尔逊煤柱设计理论设计条带开采的采宽与留宽,应用煤柱稳定性分析理论对煤柱稳定性进行校核。在工程实例中依照设计的采宽与留宽进行开采,通过地表移动变形观测,证明了条带开采的可靠性。     

固体充填条带开采采宽与留宽优化设计

针对南屯煤矿采用全采全充模式的固体充填开采无法控制地表沉陷的问题,分析了矿区采用固体充填条带开采的必要性,推导了充填体作用下的煤柱屈服区宽度力学计算公式,提出了顾及煤柱稳定性的留宽设计方法,并推导了采出率与地表变形的数学表达式|采用数值模拟研究了煤柱应力集中系数的变化规律,为力学模型的参数选取提供了支持。结合理论分析和数值模拟的研究成果,对固体充填条带开采的采留宽进行优化设计。研究结果表明：当矿区固体充填条带开采的采宽为53m、留宽为25m时,可较好地控制地表变形、保证煤柱的稳定性和提高资源的采出率。     

条带法开来控制地表沉陷采留合理宽度的探讨

提出了控制地表沉陷条带采留宽度设计的三个原则：即地表允许变形原则，煤柱稳定性原则和回采率原则。根据这三个原则，得出了条带采留合理宽度的确定方法。     

连续建筑物下压煤条带开采技术

以余吾煤业齐村下压煤为实验目的,采用理论计算、地表移动、数值模拟、变形预计,对齐村下压煤条带开采采留宽度的安全范围、不同煤柱开采方案、煤柱稳定性、以及开采引起的地表沉降预测进行了分析,分析结果表明,余吾煤业村庄下压煤采用条带开采是可行的,提高了煤炭资源的采出率,延长服务年限,成功实现村庄不搬迁情况下煤炭资源的安全开采。     

“条采留巷充填法”绿色协调开采技术

为减轻高强度开采对我国西北地区地表及生态环境的破坏,结合条带开采与充填开采的优势,提出了一种“条采留巷充填法”部分充填的协调开采方法。采用理论分析与相似模拟相结合的研究方法,给出了条带开采的采留宽、沿空留巷的巷旁充填宽度和充填率的确定原则,分析了巷旁充填体提升条带煤柱稳定性的作用原理及置换煤柱开采的覆岩稳定性。以哈拉沟煤矿22407工作面地质条件为工程背景,确定了合理的工艺参数并进行了数值模拟研究。结果表明:在开采尺寸达到充分采动后,覆岩中的亚关键层4最大下沉量为12 mm,可推知地表基本不出现下沉,取得了良好的地表沉陷控制效果。该技术为降低充填成本,保护地表生态环境提供借鉴。     

上覆两层采空区公路桥煤柱条带开采实践

依据平顶山煤业集团公司高庄井田石龙河公路桥煤柱的相关数据，进行了开采方案设计、煤柱稳定性验算、地表移动变形预计和地表岩移观测，生产中采用条带放顶煤开采方法，一次采全高，开采采留比为40m：40m，合理地保护了地面公路桥及建筑物。     

薄基岩条件下条带开采模拟方法研究

采用工程地质力学模型实验、有限元数值模拟相结合的综合研究方法,分析了薄基岩条件下条带开采覆岩与地表移动变形及破坏的工程地质机理,揭示了薄基岩条带开采的移动变形规律,岩土层内波浪沉降发育规律及与条采尺寸、采出率、覆岩特征的相互关系等,提出了薄基岩条带开采煤柱的留设方法,为薄基岩条件下条带开采覆岩与地表移动变形的工程地质机理的研究奠定基础.     

村庄下厚煤层二次条带开采参数分析

结合某矿大埋深、厚煤层实际情况,对不同二次条带开采方案通过关键层理论分析、FLAC3D数值模拟和"winsufer6.0"地表移动变形研究,确定了建筑物下二次条带开采参数为:采宽60m,留宽80m,在此参数下开采,留设煤柱稳定性好,资源回收率高。     

浅埋薄基岩含水层下巷柱式放顶煤充填开采技术

为了提高煤炭资源采出率且实现对地表含水层的保护,针对榆林市榆阳区煤层普遍埋藏浅、基岩薄、地表及基岩有含水层的特点,分析了房柱式、刀柱式采煤法的煤柱稳定系数小于1,煤柱失稳最终破坏地表上覆含水层.因此,提出了一种高采出率、保水的巷柱式放顶煤充填开采新方法,通过对巷柱式放顶煤巷道布置、回采工艺以及充填工艺的介绍,以期推动类似条件矿区采煤方法的改革,实现资源与环境的协调开采.     

综放面单侧采空煤柱稳定性研究及实测

在使用留煤柱护巷的长壁采煤工作面中,单侧采空煤柱的稳定是后采工作面安全顺利回采的保障.近年来随着煤矿开采强度加大,对采对掘情况比较普遍,形成的护巷煤柱将经历两次工作面回采动压影响,对煤柱的稳定产生较大影响,对巷道围岩控制带来困难,特别是在综放开采的矿井尤为明显.因此,对厚煤层放顶煤工作面及相邻巷道对采对掘形成的区段煤柱在单侧采空状态下煤柱内支承压力分布规律进行了理论计算和现场实测分析.以东坡煤矿922和923综放工作面间20m护巷煤柱为例,分析和研究了煤柱形成后各阶段支承压力演变过程,得到了单侧采空煤柱采空区侧和巷道侧极限平衡区范围计算公式、煤柱最小宽度公式;通过钻孔应力计对现场煤柱内支承压力进行实测,得到了本工作面回采超前压力的影响范围和峰值,并说明现场20m宽煤柱内存在稳定弹性核区,煤柱可进一步优化以提高采出率.     

区段煤柱留设合理宽度FLAC3D数值模拟研究

本文以河北某矿6#煤实际开采情况为背景,通过采用FLAC~(3D)数值模拟方法对留设不同宽度区段煤柱时,煤柱内应力和位移分布、煤柱宽度与巷道围岩稳定性进行了分析,得出了工作面间需留设合理煤柱宽度范围,在此基础上,结合矿井实际情况,确定采用留设6m区段煤柱方案,并进行了工业性试验。通过观测发现随着工作面的不断回采,巷道围岩先后经历无采动影响阶段、采动影响阶段以及采动影响剧烈三个阶段,巷道围岩处于可控范围之内,满足生产要求,这与按经验需留设15m区段煤柱相比,减少了煤炭损失,提高了采出率,同时本文的研究对类似条件下区段护巷煤柱的留设具有指导和借鉴意义。     

条带开采留设煤柱置换开采方法的数值模拟研究

如何在不影响地表建筑物的前提下,对条带开采留设煤柱进行再次开采,提高煤炭资源的采出率是煤矿开采面临的技术难题。本文利用UDEC数值模拟软件,对采用在条带开采留设煤柱内开挖充填置换巷道的开采方法进行了数值模拟,研究得出:在回采率为40%的条带开采基础上,置换开采可将回采率提高10%,且没有破坏煤柱和上覆岩层的稳定性;充填巷的条数要控制在两条以内并且要集中布置在留设煤柱中央;对于多个留设煤柱应采用顺序开采等结论。     

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。     

条带式开采回收部分防水煤柱主要参数确定

合理回收防水煤柱内的煤炭资源,对于增加整个矿井的煤炭资源采出率和提高经济效益具有重要意义。介绍了平煤股份十三矿在己15,17-11011工作面采用条带式开采,实现对防水煤柱内的部分煤炭资源进行回收的技术,对条带式开采煤房和煤柱宽度参数的确定进行了研究。     

长广矿区六矿井筒与工业广场煤柱开采设计与实践

长广矿区六矿井筒与工业广场煤柱是矿井生产后期的惟一可供开采的资源,讨论了该矿复杂地质条件下井筒与工业广场煤柱开采的可行性;采用分阶段对称跳采方法,制定了开采方案,煤柱设计采出率69%.分析了煤柱开采地表移动与井筒变形实测资料.实践和观测表明,该矿煤柱开采取得了良好的效果,可为类似条件矿井的工广煤柱开采提供借鉴.     

人工隔离墙置换采煤工作面间小煤柱的工艺研究

煤炭开采中,综采工作面在受瓦斯威胁等复杂条件下往往采用留设工作面煤柱的方法,形成了煤炭资源的浪费。为了减少这部分损失,研究了一种在巷道掘进时或采煤前多层喷射锚网混凝土,建立强度高、密封好的支柱隔离墙的工艺,用隔离墙代替煤柱,有效提高煤炭资源回收率。     

近距残煤综放复采顶煤损伤与冒放性控制

以西山白家庄矿为工程研究对象,分析了近距残煤整层未采、已采上分层及刀柱煤体的损伤力学特性。结合煤层中含有不同硬度夹矸的特点,分别建立了三种残煤状态下的损伤力学方程。结果证明,降低围压可提高顶煤的冒放性和采出率。针对这一特点,在相似材料模拟的基础上,提出了采用错层位巷道布置采煤法为控制措施,具体以增加顶煤自由面为手段,该法具有不增加开采成本,可显著提高煤炭回采率等特点,具有现实的推广应用价值。     

无煤柱开采技术研究与应用

无煤柱开采是提升矿井采掘效率、提高煤炭资源采出率的重要途径。以山西某矿W1319工作面巷道布置为例，提出了留煤柱护巷、无煤柱护巷、工作面过空巷3种巷道布置方式，通过现场调研、理论分析、工程实践论证了无煤柱护巷的可行性，对山西某矿或其他类似条件下矿井进行无煤柱护巷具有良好的指导和借鉴意义。