上覆煤柱下工作面支承压力分布特征

为研究上覆煤柱下工作面开采支承压力动态变化规律及分布特征,采用FLAC3D软件对下煤层工作面由采空区下向上煤层煤柱下推进过程中煤体垂直应力场进行了模拟。通过对工作面推进过程中走向支承压力、倾向支承压力的动态演化特征分析得出:当工作面在采空区下向煤柱下推进时,随着工作面不断接近煤柱边缘,走向支承压力分布形态由"双峰"变为"单峰",且峰值不断增大。     

上覆煤层煤柱下采掘工作面应力分布规律研究

针对回采巷道布置在上覆煤层煤柱下的空间特点,利用FLAC3D数值模拟软件对老石旦煤矿031604综放工作面和031604工作面对接巷道以及上覆的9#、12#煤层的煤柱应力集中区的应力分布情况进行研究,通过数值模拟对上覆煤层煤柱下采掘工作面应力分布规律进行了详细的研究分析,并采取了针对性的防范措施,保证了工作面的安全高效地回采。     

上覆煤层煤柱下采掘工作面应力分布规律研究

针对回采巷道布置在上覆煤层煤柱下的空间特点,利用FLAC3D数值模拟软件对老石旦煤矿031604综放工作面和031604工作面对接巷道以及上覆的9#、12#煤层的煤柱应力集中区的应力分布情况进行研究,通过数值模拟对上覆煤层煤柱下采掘工作面应力分布规律进行了详细的研究分析,并采取了针对性的防范措施,保证了工作面的安全高效地回采。     

斜交煤柱叠加影响下工作面应力场分布特征研究

针对近距离煤层群工作面受上方多层采空区斜交煤柱叠加影响造成采场顶板垮落、煤壁片帮和压架等问题,以沙坪矿9309工作面为工程背景,在实验室测试煤岩体基本力学参数的基础上,利用数值模拟和理论分析等方法对斜交叠加煤柱影响下工作面应力场的分布特征进行研究。研究表明：叠加煤柱造成其下方9309工作面在未开采时就处于较高集中应力状态,集中系数为2.3;受煤柱影响,工作面前方最大超前支承应力的距离随推进距离的增加而逐渐减小;工作面处于煤柱下方时,煤柱集中应力因采动影响而逐渐降低和转移,工作面前方12 m左右范围内集中应力却逐渐增加,当回采稳定后,工作面顶板受叠加煤柱影响的范围为工作面长度的72%,煤柱叠加区应力普遍在25 MPa左右,集中系数6.0左右;遗留煤柱尺寸越大,其集中应力在底板中的传播距离越远,影响范围越广,工作面顶板集中应力越大。     

上覆煤柱影响区应力状态及冲击地压防治

上覆近距离煤柱会造成下层煤的应力集中及冲击危险。采用三维数值模拟,分析了不同宽度煤柱下底板应力分布与底板岩层破坏特征。研究表明:当煤柱宽度≤50 m时,煤柱底板应力呈"倒钟"形分布形态;当煤柱宽度50 m时,煤柱底板应力呈"倒铁塔"式分布形态。煤柱中心最大应力集中系数与煤柱宽度呈幂函数关系,且随着煤柱宽度的增加,煤柱集中应力在底板中的衰减速度逐渐降低。上覆煤柱中心下方3煤层面的最大应力集中系数与煤柱宽度呈负指数关系。煤柱底板破坏范围与煤柱宽度呈负相关关系,煤柱底板岩层的破坏以剪切破坏为主。根据上覆煤柱影响划分了六采区3煤工作面冲击危险区,并提出了相应的防治技术。     

上覆区段煤柱下回采巷道合理煤柱宽度研究

针对补连塔煤矿1^-2煤层遗留煤柱下22305工作面开采时造成相邻工作面煤柱巷道变形破坏等难题,根据煤层开采条件,采用理论分析、数值模拟、现场实践等手段对上覆遗留区段煤柱下回采巷道的合理煤柱宽度进行了研究。结果表明：遗留煤柱下底板应力环境特征的改变和下层煤层采动影响的共同作用造成相邻工作面煤柱巷道的变形破坏;对煤柱底板应力传递规律进行分析,得出回采巷道的布置与遗留煤柱的的最小水平距离为28.6m;数值模拟结果表明,遗留煤柱下存在应力增高区,煤柱两侧边缘处的应力高于原岩应力,表明遗留煤柱的影响范围远大于其煤柱宽度;下层煤开采后打破原遗留煤柱的应力影响区域,但对相邻回采巷道的冲击影响巨大,最后确定合理的煤柱宽度为30m时能最大限度节省煤炭资源和维护回采巷道的稳定。     

上覆近距离遗留煤柱影响下采掘工作面应力场分析

为研究近距离上层遗留煤柱对下伏煤层工作面开采的影响,现以73_下29工作面为研究对象,根据近距离煤层的实际开采条件,采用理论分析和数值模拟方法研究上层遗留煤柱对下伏煤层工作面采场应力的影响。研究表明：近距离煤层在开采过程中,上层遗留煤柱下方会产生较大的应力集中现象,通过对遗留煤柱影响区域进行数值模拟可知,上层遗留煤柱对回采工作面的巷道围岩应力分布有较大影响。因此,在开采下层工作面时要选择合理的巷道布置参数,加强煤柱影响区的支护强度和矿压监测力度,同时加强人员的安全管理,以保证近距离煤层下伏煤层开采时的有效管理和安全回采。     

综采工作面过上覆煤层孤岛煤柱的实践

以鲁西煤矿3下104综采工作面为例,介绍采用穿采煤柱降低应力集中程度,加强巷道支护和工作面顶板管理,确保综采工作面安全通过上覆煤层孤岛煤柱区。     

锯齿状煤柱下工作面支承压力的分布特征

为了研究锯齿状煤柱下工作面支承压力的变化规律以及分布特征,采用FLAC3D5.0数值模拟软件对锯齿状煤柱下工作面推进到不同位置时煤体垂直应力场进行了模拟。通过对工作面推进过程中走向支承压力、倾向支承压力动态演化特征分析得出:受锯齿状煤柱宽度的变化以及煤柱集中应力的影响,煤柱下工作面的应力主要集中在两端,其中三角形区域最为明显,在煤柱最窄处形成叠加应力。     

上覆煤层采空区遗留煤柱对8303工作面的影响研究

为研究上覆山4#煤层遗留煤柱对8303工作面的影响,通过煤柱向底板应力传递的理论分析得出遗留煤柱区域垂直应力峰值在煤柱中心线下方.采用数值模拟软件进行遗留煤柱对工作面影响特征的分析,结果表明:遗留煤柱两侧各20 m、实体煤边界60 m范围内应力有所增加,上层采空区边缘靠近实体煤侧30～35 m位置和采空区边缘前方180...     

倾角变化对回采工作面区段煤柱应力分布的影响

依据平煤集团十三矿二 1 煤层的具体条件,分别对煤层埋深300,500,800 m和倾角0,25°,30°情况下运输巷下帮侧向压力分布规律和不同宽度区段煤柱受力情况进行了数值分析,并对该矿12020采煤工作面下巷实体煤侧的应力、围岩变形及锚杆受力的情况进行了现场监测。结果表明：随煤层倾角增大下区段运输巷与上区段回风巷两侧应力呈非对称分布,采场顶板应力分布也是高度不均匀、不对称的,侧向水平应力峰值随煤层倾角增大而增大,且工作面后方增加幅度大于工作面前方;峰值位置随煤层倾角增大而逐渐靠近煤壁。煤层倾角加大时,应力明显偏向下区段运输巷,使得下区段运输巷顶部出现明显应力集中,并且随着煤层倾角的增大,应力集中程度更加显著。     

孤岛型边角煤柱工作面反弧形覆岩结构诱冲机理及其控制

为有效控制边角煤柱回收过程的冲击矿压灾害,根据三侧采空的孤岛型边角煤柱特点,采用理论分析和数值模拟方法,分析了上覆岩层结构特征及诱冲机理及其控制措施.研究得出：三侧采空的孤岛型边角煤柱工作面具有“T”形与“Γ" 形结构组成的反弧形覆岩结构,该结构使煤柱形成一环绕工作面的反弧形高应力和弹性能积聚区;回采过程中,“Γ" 形悬顶的周期性运动导致反弧形覆岩结构处于动态变化过程,动静应力综合作用对煤体稳定状态造成影响,是诱发冲击矿压的主要原因;提出了对沿空巷道实体煤侧实施卸压弱化、对窄煤柱侧实施支护强化的非对称控制对策,降低反弧形覆岩结构的影响,控制冲击危险。     

工作面上覆煤柱载荷及煤柱爆破效果分析

工作面上覆残留煤柱给煤矿安全生产带来严重的安全隐患,在回采过程中极易引发煤岩动力灾害。本文理论计算了宽度不同、两侧顶板跨落方式不同的两条煤柱载荷,并应用弹性力学理论计算了煤柱载荷传递至下覆煤层对应煤柱位置的应力大小;采用FLAC~(3D)数值模拟技术模拟了上覆煤柱爆破前和爆破后工作面内对应煤柱位置的垂直应力分布特征,通过矿压监测系统监测液压支架在周期来压期间和非周期来压期间支护阻力的平均值。由数值模拟和现场实测结果可知:煤柱爆破后工作面内对应煤柱位置的垂直应力有明显的降低,工作面回采过程中没有出现来压异常等煤岩动力现象。因此,煤柱预裂松动爆破技术可以有效治理由上覆煤柱而诱发的工作面回采过程中的煤岩动力灾害,切实保证工作面的安全回采。     

工作面过空巷超前支承应力分布与煤柱稳定性研究北大核心

以山西大同某矿北翼采区1303工作面工程地质条件为背景,通过现场调研、实验室测试、理论分析、数值模拟等方法,对1303工作面回采过空巷进行了研究。结果表明:理论计算工作面煤壁超前支承应力影响范围为39.2 m,空巷侧向支承应力影响范围为9.6 m,当煤柱宽度L<48.8 m时支承应力开始出现叠加现象;数值模拟分析得出:当煤柱宽度L从50 m减小至10m时,峰值应力保持持续增加,且在煤柱宽度L=10 m时峰值应力最大,为临界屈服煤柱宽度;当煤柱宽度L<10 m时,煤柱由临界屈服向完全屈服状态转变,且峰值应力向空巷外帮侧转移,需采取补强加固措施来预防煤岩动力灾害的发生。     

大巷煤柱工作面设计方案优化

结合极限平衡理论,计算选取沿空掘巷窄煤柱最小宽度,尽可能增加工作面宽度,提高资源采出率;同时利用八盘区既有大巷形成大巷煤柱工作面各生产系统。选择合理的空巷支护方案,保证采煤工作面顺利回采,确保安全生产。     

煤柱应力分布规律的数值模拟分析

通过动态和静态两种数值模型模拟了采区隔离煤柱应力分布规律，得出了一些有价值的结论，并按煤柱应力分布规律进行了区间划分，从而为确定煤柱留设宽度时提供了必要的理论参考。     

回采巷道顶板大深度切缝后煤柱应力分布特征

以晋城煤业集团赵庄煤矿3305综采工作面工程地质条件和开采技术条件为背景,应用相似材料模拟和数值模拟方法,深入研究了回采巷道顶板切缝后不同切缝深度与回采巷道煤柱应力相关关系及应力分布特征。研究表明,与不切缝相比,回采巷道顶板切缝后,随切缝深度增加,垮落高度增加,以切缝高度处为垮落角顶点,顶板垮落角减小,垮落后矸石能够充满采空区并且支撑基本顶,减弱工作面采动应力传递,使煤柱应力降低。煤柱垂直应力峰值、垂直应力峰值位置距回采巷道煤壁距离和距工作面后方的距离与切缝深度成对数关系,煤柱垂直平均应力与切缝深度成非线性反比关系。     

非充分稳定覆岩下综放沿空掘巷窄煤柱变形机理

为了掌握非充分稳定覆岩下综放沿空掘巷窄煤柱变形机理,采用矿用钻孔窥视仪对非充分稳定覆岩下综放沿空掘巷窄煤柱进行了钻孔摄像观测,提出了"基本测量尺度-破碎等级逐级评判"钻孔裂隙统计方法,研究分析了裂隙分布规律。研究表明:1)非充分稳定覆岩条件下综放沿空掘巷窄煤柱裂隙多以径向裂隙及离层形式存在,异常破碎带主要出现在煤柱两端,煤柱中部多存在间隔分布的径向裂隙,微小裂隙几乎全部存在于煤柱中部。2)按照破碎程度的不同,窄煤柱可分为3个区域,即近巷破碎区A、中部稳定区B和沿空破碎区C。B区更靠近C区,整体区域分布表现出几何上的不对称性。3)控制该类煤柱变形的基本思路是控制基本顶断裂后关键块的回转和滑移,提出了"控回转、重锚固、强限制"内外联合控制方法。