大煤柱内沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定

大煤柱内沿空掘巷是基于工作面双U型巷道布置方式提出的一种新技术,本文针对其具体生产地质条件,运用极限平衡理论、数值分析和现场实践相结合的方法,得出大煤柱内沿空掘巷窄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、巷道围岩塑性区分布、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系及窄煤柱宽度的极限平衡理论计算6个方面综合考虑窄煤柱的宽度,最终确定窄煤柱宽度为5 m,并深度分析了本区段工作面回采对窄煤柱和宽煤柱围岩应力分布规律的影响。     

支承压力区域合理煤柱尺寸确定

通过理论研究得出掌握煤柱的受力情况和影响煤柱强度的各类因素是确定煤柱尺寸大小及其支护方案的基础,影响煤柱承载能力的因素很多,护巷煤柱的合理宽度与巷道围岩的物理力学性质有关。锚杆支护使巷道围岩内部形成了一定宽度、完整、具有一定支护能力的支护体,与深部实体煤共同承载围岩压力,保证巷道及其围岩的稳定性。     

回采巷道合理煤柱宽度确定方法研究与应用

在总结、分析经验法、理论计算法、数值模拟法、现场实测等4种确定煤柱宽度方法优缺点的基础上,提出了采用现场实测和数值模拟结合的方法来确定保留煤柱宽度.根据石炭井二矿生产实际,分别对巷道开挖前后,不同煤柱宽度下围岩应力、变形进行了模拟研究,同时利用21053工作面异型煤柱的有利条件,对不同煤柱宽度下巷道围岩变形、支护结构受力等进行了实测.经过对监测数据的分析、研究,得出了巷道围岩变形、支护结构受力与煤柱宽度之间的关系,结合数值模拟结果,对石炭井二矿保留煤柱宽度提出了合理的建议.实践证明,采用现场实测和数值模拟相结合来确定保留煤柱宽度是一种科学、有效的方法.     

厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性控制技术研究

针对厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性控制问题,以成庄矿53151巷为背景,通过数值模拟分析不同煤柱宽度塑性区的分布,确定了合理的窄煤柱留设宽度为6 m,并提出了锚杆支护、注浆加固和辅助支护相结合的围岩协同控制技术。现场试验表明,留设6 m窄煤柱沿空掘巷,巷道围岩变形可控,支护体受力稳定,巷道能够安全使用。     

深部沿空巷道窄煤柱合理宽度确定

由于煤柱宽度以及相对工作面位置的不同,围岩应力重新分布将对巷道稳定性产生重要影响。运用FLAC数值模拟软件,对不同煤柱宽度的沿空巷道应力场分布规律进行了模拟研究。结果表明:巷道围岩稳定性是煤柱宽度变化引起巷道围岩应力分布及其演化共同作用的结果;开采深度为600～900 m时,煤柱宽度宜为3～4 m;当开采深度超过900 m时,煤柱宽度应为4～5 m。     

相邻空区影响下三软巷道变形破坏规律与煤柱留设宽度研究

为了探究相邻空区影响下三软煤层巷道掘进时不同煤柱宽度下巷道围岩变形破坏规律,采用理论计算、数值模拟、物理相似模拟与现场实测相结合的研究方法,分析存在临空区后不同区段煤柱宽度下巷道围岩应力演化规律、塑性破坏范围以及位移分布特征。结果表明：临空区是造成巷道掘进后非对称破坏的主要原因,使煤柱主应力方向与垂向夹角增大,巷道两帮应力呈煤柱侧大于实体煤侧的非对称分布特征;三软巷道破坏形式以剪切破坏为主,破坏主体为两帮,随着煤柱宽度增大,主应力方向与垂向夹角减小,巷道围岩破坏程度降低,临空区对巷道不同位置的影响程度不同,巷道中部围岩破坏程度大于端头处且煤柱侧破坏程度大于实体煤侧;煤柱宽度增大对巷道围岩应力以及煤柱破坏的改善程度有限,现场结果显示当煤柱宽度为20 m时巷道正常维护满足需求。     

沿空掘巷合理布巷及其锚杆支护原理

通过对沿空巷道顶板受力机理、煤柱二次受力分布以及岩体极限平衡的研究,初步确定了护巷窄煤柱的宽度,并用相关理论及模型给出了证明。运用锚杆支护围岩强度强化理论,揭示了锚杆支护机理,进一步明确了沿空掘巷窄煤柱宽度。     

深部煤层窄煤柱留设宽度数值模拟优化研究

以杨庄矿区段煤柱留设为依托,运用数值模拟手段,分析煤柱宽度变化过程中主应力差、塑性区、支护受力与围岩位移演化特征。结果表明:主应力差曲线"马鞍型"宽度与煤柱非塑性区演化特征较吻合;主应力差、支护受力、围岩变形及塑性区演化特征有效表征煤柱稳定性;煤柱宽度6 m,支护受力最大,塑性区基本贯通,主应力差峰值最高,煤柱稳定性最差;煤柱宽度8~10 m,为煤柱合理宽度留设范围。应用表明,煤柱宽度8 m,相邻回采巷道围岩稳定,煤炭回收率提高,满足矿井生产要求。     

伊田煤矿深部巷道合理煤柱尺寸优选分析

针对伊田煤矿深部矿井沿空巷道变形严重的问题,结合307工作面工况条件,采用数值模拟软件分别对煤柱在4 m、5 m、6 m、7 m、8 m、9 m、10 m、11 m、12 m、13 m、14 m、15 m不同宽度情况下进行数值模拟分析,从模拟的结果得知,煤柱宽度不同,巷道围岩的塑性区分布范围和影响深度有着较大的差异,巷道围岩周围应力大小及分布也随着变化,相对应的巷道围岩的变形量也有着较大的差别,从以上各方面的对比分析中得出,煤柱宽度为4～6 m时既能够保证煤柱受力的合理性,又能保持煤柱的稳定性。     

区段护巷煤柱宽度的探讨

通过本矿原设计护巷煤柱宽度对于巷道应力分布的影响,结合本矿实际,应用计算机模拟（FLAC）,模拟并分析了不同煤柱宽度及巷道围岩在回采期间的应力分布及变形情况,获得了不同的煤柱宽度巷道围岩在回采期间的力学特征,为煤柱宽度的合理留设、支护参数选择等提供理论依据.     

倾斜厚煤层沿空掘巷窄煤柱合理宽度数值模拟研究

为了确定倾斜厚煤层沿空掘巷窄煤柱合理宽度,以兖矿新疆矿业硫磺沟煤矿为研究对象,分析了倾斜煤层条件下沿空掘巷围岩应力分布及变形特征,不同煤柱宽度的垂直应力分布规律。结果表明:煤柱宽度大于4m时,煤柱内稳定区域增势比较明显,随着煤柱宽度的不断增大,煤柱内稳定核心承载区域不断增大;根据巷道掘进期间垂直应力大小,应力分布规律及围岩巷道稳定性分析确定煤柱合理宽度为4m;现场实测数据表明,窄煤柱宽度为4m时可以有效满足巷道围岩稳定性要求。     

高应力软岩缓斜煤层沿空掘巷窄煤柱宽度研究

为研究在高应力软岩条件下窄煤柱留设问题,以曙光矿2~#煤层开采为工程背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,得出错层位外错式沿空掘巷窄煤柱的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律、护巷煤柱宽度的理论计算、煤柱垂直应力和煤柱塑性区分布4个方面综合考虑护巷煤柱的宽度。理论计算得出破裂区为3.35 m,塑性区为5.76 m,利用数值模拟得出煤柱合理留设宽度为3.37~5.13 m。通过对不同煤柱宽度下巷道围岩应力分布进行数值分析,结果表明:当煤柱宽度为4 m时,巷道围岩变形小。     

煤柱锚杆加固机理与煤柱强度影响因素分析

对煤柱进行受力分析,明确煤柱与顶底板之间的受力关系对煤房宽度、煤柱大小、加固方案至关重要。研究了影响煤柱强度的因素,主要包括煤岩体岩性、煤柱的宽高比、煤柱与顶底板相互作用方式、煤柱所受的围压等。     

动压巷道煤柱载荷特征及其对围岩应力的影响

煤柱是回采巷道围岩结构的一个重要组成部分,煤柱尺寸在一定程度上决定着巷道围岩的稳定性。针对崔家寨矿E12501综采工作面具体地质及开采技术条件,运用计算机数值模拟及现场实测相结合的方法,研究不同煤柱宽度时煤柱及工作面煤体应力分布规律,获得了煤柱内部应力场及演化基本规律。研究结果表明,煤柱宽度变化对围岩应力分布及结构变化特征影响显著,巷道维护状态是工作面煤层和煤柱内应力场共同作用的结果,为区段煤柱宽度的合理留设、回采巷道合理位置的选择及围岩稳定性控制提供了依据。     

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。     

沿空掘巷小煤柱稳定性分析

文章采用数值计算软件FLAC3D,研究了不同煤柱宽度及锚杆支护强度对沿空留巷侧小煤柱稳定性及掘巷巷道围岩变形的影响,得出煤柱宽度是影响煤柱稳定性与巷道围岩变形的决定性因素,高系统支护强度能有效地控制巷道围岩变形的结论。同时,以朱集矿沿1111(1)工作面轨道平巷为工程背景,得出:煤柱宽度为3m时,煤柱内垂直应力集中系数低,应力集中影响范围小,煤柱与掘巷巷道变形量最小,稳定性最好。在此基础上确立的高强度锚杆支护方案,成功保持了小煤柱的稳定性并控制住掘巷阶段巷道围岩的大变形。     

深部高应力双巷布置工作面煤柱宽度合理性研究

为确定深部高应力双巷布置工作面合理巷间煤柱宽度,提高巷道煤柱稳定性及资源回收率,以园子沟煤矿1022101工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟的研究方法,掌握巷道巷间煤柱应力分布规律,确定深部高应力巷间煤柱侧向支承压力分布特征,并采用FLAC3D数值模拟分析了工作面多次回采影响下的不同宽度(7m、10m、13m、16m、19m、22m、25m)煤柱应力场分布特征,结合现场试验巷道15m、25m煤柱侧围岩破坏情况分析,最终确定深部高应力条件下合理巷间煤柱宽度。研究表明：当煤柱宽度为16～25m时,多次回采影响下煤柱应力集中,容易引发冲击地压|而宽度7～10m时煤柱整体压垮,巷道变形破坏严重。综合考虑资源回收、巷道围岩稳定性及动力灾害防治问题,确定园子沟煤矿深部高应力巷间煤柱宽度为13～15m时较为合理。     

不同煤柱宽度下巷道围岩变形规律分析

为了解决合理煤柱宽度设置的问题,避免煤炭资源的浪费和确保矿井的安全开采,理论分析了软岩巷道破坏特征和高应力软岩巷道破坏特征;数值模拟分析了不同宽度煤柱下垂直应力分布、巷道围岩塑性区分布特征、巷道围岩变形量分析。研究为合理煤柱宽度的留设提供了科学依据。     

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。     

煤柱宽度对沿空巷道围岩影响分析

为了研究煤柱宽度对沿空巷道围岩的影响作用,以陈四楼煤矿深部沿空送巷为工程背景,采用二维有限差分软件FLAC2D建立二维数值模型对同一开采深度条件下不同护巷煤柱宽度对围岩的影响进行数值计算分析。分析结果表明,随着煤柱宽度的增大,沿空巷道围岩应力逐渐提高,在煤柱宽度较窄时,巷道围岩处于低应力区,当煤柱宽度达到一定程度时,低应力在煤柱中部被分割开,煤柱中部核心区域出现应力增高区。在沿空巷道下帮煤体内、深度大致在6～8m范围内,将会出现垂直应力高峰区。一般最好选择煤柱宽度在2～4m范围内。