孤岛面预掘卸压硐室防冲击矿压数值模拟研究

针对某矿井孤岛工作面运输巷的冲击矿压问题,提出采用预掘卸压硐室防冲击矿压方案;结合孤岛面布置情况,建立平面应变模型,研究孤岛工作面受邻近工作面采动的影响情况;根据卸压硐室的布置方案,建立三维模型,研究掘卸压硐窒前后巷道底板沿走向和倾向的等效应力分布特征,分析卸压效果.研究结果表明:预掘卸压硐室防冲方案可以有效的降低巷道底板应力,将巷道底板原应力集中区转移至卸压硐室处,具有明显的卸压效果,可为冲击矿压的防治工作提供一定的参考.     

基于减排矸非常规巷道断面的优化设计与应用

根据新汶矿业集团翟镇煤矿的采矿地质特征,为了减少半煤岩巷道矸石产出量,提出了改变常规巷道断面形状以解决上述问题的理念,优化设计了基于减排矸高应力非常规巷道断面形状.结合现有常规巷道断面形状的优缺点,根据高应力非常规巷道断面形状的选择要求,确定了非常规巷道断面形状为一偏中心圆弧顶状,并采用计算机数值模拟的方法对比分析了矩形断面巷道和非常规断面巷道的围岩应力变化情况.结果表明:与矩形截面巷道相比,非常规断面巷道围岩应力分布得到极大改善,最大应力减少约30%.设计合理的半煤岩巷道断面形状可以改善巷道围岩应力分布状况,提高巷道断面的利用率,大大减少矸石产出量.     

矸石充填综采覆岩关键层变形特征研究

在分析传统综采与充填综采覆岩变形特征的基础上,建立充填综采覆岩关键层力学模型,并运用弹性地基梁理论分析了关键层弯曲变形的特征,得到关键层最大挠度与强度、下部岩层弹性地基系数与岩性参数之间的关系。结合某矿的具体条件,计算得出充填综采工作面覆岩关键层的最大挠度,并通过改变充填材料的性质,研究了充填材料弹性模量与关键层挠度之间的变化关系,提出可通过提高充填材料弹性模量的方法减少关键层的弯曲变形量,证实了矸石充填具有限定关键层的变形、控制地表沉陷的作用。     

特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术研究与应用

针对特厚煤层采出率低、"三下"及其他特殊地质条件下特厚煤层采场围岩移动破坏与地表沉陷控制困难的问题,提出了特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术。在研究特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术原理的基础上,系统阐述了该技术的开采系统布置、主要设备与巷式充填开采工艺;并对胶结充填材料的组成及其承载特性进行了研究,确定了适用于工程现场的充填材料干料配比为粉煤灰35%、白灰渣10%、水泥2%、矸石53%,料浆质量分数为79%,该配比充填材料单轴抗压强度可达1.8 MPa。现场工程应用表明:该技术充实率可达96.1%,开采21 m厚的煤层地表下沉最大值为265 mm,地表下沉系数仅为0.012 6,应用效果良好。     

近距离煤层回采巷道合理布置方案

针对木瓜煤矿近距离煤层采空区、遗留煤柱下回采工作面巷道布置的技术难题,基于岩层控制的关键层理论,采用UDEC计算机数值模拟的方法,对上煤层开采后采空区及遗留煤柱应力分布规律进行了分析,并通过理论计算的方法确定了下煤层工作面合理内错距离,优化了近距离下煤层回采巷道布置方案,解决了下煤层回采巷道布置、矿井接替紧张的难题。     

浅埋煤层导水裂隙带发育规律的数值模拟研究

为研究煤层开采对其覆岩含水层的影响情况,通过RFPA2D数值模拟软件,分析了神东矿区补连塔煤矿31401综采工作面采动过程中覆岩的运动规律和导水裂隙的发育情况。结果认为补连塔煤矿31401综采工作面开采过程中,其第三含水层与其上下的砂质泥岩和粉砂岩形成了复合隔水关键层,能够有效保护上面的第一、二含水层,防止地下水资源的流失。