条带开采中煤柱稳定性分析

系统地分析了条带开采中煤柱稳定性问题。通过多个实例计算的对比分析，建议采用Ｗｉｌｓｏｎ强度公式进行一般地质采矿条件下条带煤柱强度的计算。从煤柱强度分析出发，导出了任意方向弱面的剪力强度安全系数计算式；建立了顶底板通过摩擦作用施加给煤柱的儿拉压应力引起的煤柱屈服区宽度变化的简化计算式；从３向受力状态角度分析了侧限力对增加煤柱强度的机理问题；还强调了煤柱载荷与采出率之间的非线性关系和条带开采设计中应注     

条带开采煤柱稳定性数值模拟研究

为了研究条带开采过程中煤柱的稳定性,借助于数值模拟软件FLAC3D,对条带开采过程中不同开采宽度和留设宽度下煤柱内应力和塑性区分布情况进行了研究,研究结论对煤矿的条带开采优化设计有一定的指导意义。     

条带开采煤柱稳定性监控初探

本文阐明了应用条带开采方法进行建筑物下采煤需满足的原则和条带煤柱稳定性监控的意义,给出了实测条带煤柱采动附加应力分布状态,对施测的条带煤柱稳定性做出评估并指出了应当注意的问题。     

条带开采煤柱稳定性的数值模拟分析

通过数值模拟，对照实测资料，对条带开采的煤柱稳定性进行系统分析，并提出合理的采留比。     

条带开采煤柱长期稳定性评价及煤柱设计方法

煤柱在地下水、风化作用等多种因素的作用下会发生剥离和尺寸缩减,使煤柱发生渐进性失稳破坏。基于煤柱的渐进性剥离行为和剥离体的堆积特性,建立了煤柱的非均匀剥离模型;分析了煤柱剥离的影响因素、煤柱安全系数与煤柱剥离的关系,建立了条带煤柱长期稳定性评价方法;讨论了采出率、地表沉陷控制和煤柱长期安全系数的协同关系。分析表明:煤柱的剥离与煤的碎胀系数、休止角和采宽采厚比有关,可利用剥离角确定煤柱的极限破坏程度。煤柱的宽高比越大,剥离对其稳定性的影响程度越小。该模型适用于条带煤柱长期稳定性评价。     

条带开采煤柱演化规律研究

煤柱的稳定性是条带开采方法能够安全可行的关键。为了研究留设煤柱的稳定性,文章利用FLAC3D数值模拟分析工作面采动时的侧向支承压力变化规律;然后采用现场测试的方法,即采用钻孔应力计来实测采出条带开采前后煤柱不同深度垂向压力的动态演化情况,采用煤岩离层检测仪实测研究条带开采前后不同煤柱横向变形的动态演化规律,得出该条带煤柱应该分为弹性核区、塑性区和破裂区,给出了各区的范围,为其它类似条件下的煤柱稳定性研究提供了一定的参考依据。     

条带开采充填对煤柱稳定性影响分析

基于莫尔-库伦强度理论及煤柱强度经验公式,推出了不同充填率引起煤柱强度增量的计算公式,提出了界限充填率的概念,分析了条带开采充填对于煤柱宽度的影响。结合实例,得出充填提高煤柱强度、减小煤柱宽度、利用界限充填率的概念,为煤柱尺寸优化及支护手段的选取提供参考。     

唐口煤矿条带开采及煤柱稳定性规律研究

针对唐口煤矿的地质条件和地表村庄建筑物的现状,依据地表移动变形规律,提出了具体可行的条带开采方案,保证了村庄不搬迁和房屋居住的安全,达到了经济、合理开采的目的。工作面的条带煤柱内布设了钻孔应力传感器、大位移横向变形位移计对条带煤柱进行采前、采中、采后的长时间的应力监测,研究并分析了深部条带煤柱的覆岩应力特征。结果表明,条带煤柱的应力高峰区在距煤壁6～8 m之间,距离煤壁1 m的区域煤柱仍然受到支护系统和煤柱边缘的横向约束作用而处于三向应力状态;距煤壁10 m的煤柱应力始终很小,最大仅为2.5 MPa,说明没有太多的覆岩应力转移到该区域煤柱上。     

地震波对条带开采煤柱动态稳定性影响研究

由于地震波、爆破震动等动态应力作用下,采空区的响应对煤矿安全开采、地表沉陷控制等具有重要影响,基于弹性力学平面波理论,讨论了地震波诱发煤柱失稳的机理;利用有限差分方法对某条带开采采空区进行静力计算,在此基础上进一步分析了在地震波作用下采空区煤柱的动力响应。研究表明：在静力条件下,采空区煤柱处于稳定状态,能有效地支撑上部岩体;在地震波作用下,煤柱两侧屈服程度增加,应力减小,煤柱的应力向中部转移;塑性区向煤柱内部及顶底板扩展,煤柱稳定性降低。因此在开采设计时,应考虑地震等动载荷对采空区稳定性的影响。     

煤矸石充填开采残余条带煤柱应用研究

刘村煤矿研究采用新型充填技术,使用煤矸石作为充填材料之一,开采条带残余煤柱,既能减少了煤层开采技术难题,解决充填矸石来源,同时解决矿井地面矸石山处理费用问题,实现了绿色充填开采。     

浅埋煤层矿区“保水采煤”条带开采的技术参数分析

条带采煤法是目前实现保水采煤的一种行之有效的方法,关键技术是根据具体的水文地质条件,科学设计开采煤层的采留比参数。结合某设计院为陕北榆阳区沙炭湾煤矿设计的保水采煤方案,通过分析其条带开采方案技术参数的合理性,并应用东北大学RFPA2D数值试验程序模拟了不同采留比的条带开采设计中围岩破坏的力学过程,提出了在浅部煤层实施条带保水采煤的条带开采技术参数。指出需要进行“围岩-煤柱群”整体力学模型计算,只有煤柱群的长时稳定,才能保证水体(含水层)不受破坏,以达到保水采煤的目的。     

回采巷道煤柱合理尺寸的研究

合理的煤柱宽度不仅可以有效保持巷道围岩稳定性,而且能最大限度提高资源的回采率。针对河曲矿区瓷窑沟矿10101工作面回采巷道煤柱,采用现场实测和理论计算的方法分析了煤柱宽度的合理性。研究成果对于类似条件下设计煤柱尺寸具有指导意义。     

建筑物下条带开采地表移动与变形研究

利用光弹试验对条带开采方案进行分析,并对开采后引起地表移动与变形程度进行预计,采用多种方法相互比较校核,为解决煤矿安全开采“三下”采煤提供依据,对煤矿生产具有指导意义。     

地表河流水体煤柱回采可行性研究及开采措施

黑龙江双鸭山集贤矿井田内有1条地表河流,河流下有2个可采煤层,河流防水保安煤柱地质储量是350万t,通过对地表河流与埋藏煤层间地层结构的研究,采取科学合理的开采措施,在保证安全的前提下回采防水保安煤柱,可取得显著的经济和社会效益。     

急倾斜煤层开采防水煤柱稳定性影响因素研究

为实现水体下急倾斜煤层的安全回采,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的水文工程地质条件,采用离散元UDEC2D数值计算,分析了急倾斜煤层开采防水煤柱稳定性的影响因素。结果表明:随着急倾斜煤层采高的增大和煤体强度的降低,防水煤柱的垮落范围呈增大趋势;覆岩中关键层的存在以及直接顶岩梁的破断旋转均导致防水煤柱的垮落范围增大;当充填体弹性模量达到0.5GPa时,防水煤柱的垮落破坏范围可以降低54.3%,根据数值计算结果确定了急倾斜煤层采空区矸石自溜充填并注浆胶结充填体的顶板控制技术,同时采取了防水煤柱加固措施,有效确保了急倾斜煤层回采期间防水煤柱的稳定。     

建筑物、水体下采煤技术现状

在结合国内外大量文献和理论成果的基础上,对建筑物、水体下采煤技术的研究现状进行了系统叙述。研究结果对指导煤矿生产实践具有重要意义。     

大采高工作面护巷煤柱合理宽度探讨

为了科学的确定干河煤矿2-107工作面护巷煤柱的宽度,通过理论分析计算得到极限平衡理论、弹性核理论及载荷估算法三种算法下煤柱的理论宽度,综合确定18 m护巷煤柱的合理宽度,并运用UDEC软件验证该护巷煤柱宽度的合理性.现场应用结果表明:2-107工作面回采过程中18 m宽煤柱中部的弹性核宽度大于2倍采高,可保证该工作面...     

我国条带煤柱稳定性研究现状及存在问题

为了揭示条带煤柱动力系统失稳的机理,丰富和发展条带开采优化设计理论,在综合分析大量文献的基础上,从煤柱的载荷和强度、煤柱的尺寸设计、煤柱的稳定性分析等方面对条带煤柱的稳定性研究现状进行了论述．研究指出目前条带煤柱缺少在长期稳定性和动力稳定性方面的理论研究,通过深入系统地研究条带煤柱非线性动力系统稳定性的主要影响因素,应用非线性动力学理论,建立条带开采煤柱变形、破坏、滑动等非线性动力系统稳定性模型和稳定性的判定准则和分析方法,找出影响系统稳定性的控制变量,研究控制变量的变化规律,用调整系统控制变量的方法来防治系统失稳．     

缓倾斜多层矿床条带法开采矿柱变形特征及开采强度模拟

为了实现高效安全开采, 以上横山缓倾斜多层矿床为研究对象, 采用数值模拟和物理相似模拟试验, 分析了条带法开采矿柱的变形特征。结果表明:矿柱变形首先在端面尖点等软弱处产生, 端面应变随回采进行不断积聚, 变形呈不连续、非均匀分布和变化; 当矿柱两侧均为采空区时, 其下端面尖点和上端面低水平尖点均为高拉应变状态, 应变量较上一时步增幅为2.95%~145.55%; 当矿柱处于充填体上覆岩层内时, 其中心应变均为变幅为5.67%~63.98%的压应变。矿柱的下层围岩或充填体的完整性和连续性是影响其稳定性和有效性的重要因素。考虑矿柱合理变形和采场的稳定性, 确定最大不充填开采条带数为3条。工业性实践应用表明该开采强度能满足高效安全开采的要求。