沿空掘巷巷旁充填体宽度的确定与应用

巷旁充填是无煤柱开采围岩控制的关键,在充填体力学性能和巷道高度确定的情况下,巷旁充填体的宽度就成了主要考虑因素。以云驾岭矿2802工作面运输巷采用巷旁预充填无煤柱开采技术为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,得出巷旁充填体的合理宽度。现场试验表明,采用该方法确定的巷旁充填体宽度能够满足要求,巷道围岩及充填体稳定、变形量小,说明采用该方法确定的充填体宽度科学合理。该研究为高水材料巷旁支护沿空掘巷实践具有一定的指导意义。     

巷旁充填体强度特性的研究

本文介绍了英国研究人员对特克帕克(Tekpak)-XX、海卓帕克(Hydropak)-20、海卓帕克-30、阿斯卓帕克(Astrapak)-3R、弗拉施帕克(Flashpak)、赛森(Thyssen)和阿克布兰兹(Aquablends)充填材料所形成的充填体强度特性的实验室和现场研究情况。一种简便的充填体强度测试仪器是针穿硬度计。硬度计的试针穿入阻力与充填体的单轴抗压强度相关。充填体强度的现场测试是在从插到充填体内的三根管子中获得的岩芯试样上做的。同时,在充填体的表面也做了穿入试验。现场测试结果表明,充填体的各部分强度不一致,这主要是充填过程中浆体混合不均造成的。     

中厚煤层膏体巷旁充填沿空留巷技术

为了解决贺西矿工作面接替紧张,煤炭采出率低的问题,拟在该矿3303工作面进行无煤柱膏体充填技术的研究。通过建立沿空巷道力学结构模型,对留巷顶板运移规律进行理论分析,推导得出中厚煤层条件下充填体支护阻力公式;运用FLAC数值模拟,以围岩垂直应力分布为衡量指标,优化了充填体的宽度与强度取值;合理选择膏体配选材料,之后通过实验研究膏体的强度特性与可泵性,确定了充填材料的最佳配比方案。现场应用表明:该充填方案技术可行,充填效果良好。     

坚硬顶板下沿空留巷巷旁充填体合理宽度研究

对于使用沿空留巷技术而言,巷旁充填体宽度是其控制巷道围岩变形的关键参数之一,特别是在坚硬顶板条件下,巷旁支护体合理宽度的确定就成了巷旁支护系统发挥最大支护作用的关键因素。以山西铺龙湾煤业有限公司4102综放工作面为工程背景,综合运用理论分析与数字模拟,对支护体合理宽度进行了研究分析。结果表明,4102综放工作面沿空留巷巷旁支护体宽度应控制在1.84.15 m范围内,当支护体宽度为4 m时巷道变形量最小,支护效果最好,能够保证矿井实现安全高效生产。     

薄煤层巷旁充填沿空留巷技术

以某矿21201综采面运输巷为研究对象,选择了充填材料,对巷旁充填体的宽度进行了理论分析和数值模拟,确定了巷旁充填体的合理宽度为1.8 m;对设计方案进行了工业性试验,观测了留巷期间巷道变形情况.经现场观测,巷道变形稳定后,顶底板最大移近量为168 mm,两帮最大移近量为114 mm,除地质构造处受断层影响有较大变形外,其他部分均无大的变形、破坏现象.试验结果表明:既定的沿空留巷方案安全上可靠,经济上合理,所留巷道在小修情况下即可满足二次使用要求,取得了良好的留巷效果.     

沿空留巷围岩运动规律及充填体变形特征模拟研究

为确保山东新阳能源有限公司2704N工作面混凝土矸石沿空留巷工程的安全进行,采用FLAC 3D对沿空留巷巷道围岩变形破坏过程进行模拟研究,得到了沿空留巷巷道围岩运动规律及充填体变形特征。该研究有效确保了沿空留巷的巷道围岩控制效果,对类似条件下的巷旁充填沿空留巷具有重要参考价值。     

充填体宽度对沿空留巷效果的影响

为了研究巷旁充填体的宽度对沿空留巷效果的影响,基于巷道底板的形变量对巷道变形的重要性,提出以巷道底鼓量的变化作为衡量留巷效果的指标,采用了理论计算和对不同宽度的巷旁充填体数值模拟的研究方法,并结合潘一东矿1252(1)首采工作面的现场实践,验证了在充填体宽度2~3 m时,沿空留巷综合效果最佳。     

薄煤层开采高水材料巷旁充填沿空留巷技术研究

以南屯矿薄煤层3602工作面运输顺槽为工程背景,提出了沿空留巷的支护方法、;采用数值模拟分析了不同巷旁充填体宽度时的沿空留巷维护效果,确定了合理的巷旁充填体宽度。工程实践表明,该支护手段效果显著,高水材料巷旁充填沿空留巷效果达到了预期要求。     

大倾角综放面合理区段煤柱宽度数值模拟研究

平煤集团十三矿为新建矿井 ,1 2 0 1 0为二采区首采工作面 ,最大倾角 3 2°,大倾角条件下合理煤柱留设尺寸是该矿采掘设计必须解决的首要问题。通过对不同煤柱宽度时的煤柱破坏发育规律、上下巷位移与变形、煤柱上方支承压力的数值计算分析认为 ,合理煤柱宽度为 8m,比原设计值节省近一半。     

沿空掘巷小煤柱合理宽度的数值模拟研究

针对某煤矿沿采空区边缘布置开拓巷道、护巷煤柱宽度的选择问题,依据矿井生产地质条件及现场实际,采用理论分析对煤柱的宽度范围进行确定,并利用FLAC^3D数值软件对7种宽度范围内的煤柱进行模拟,分别从沿空掘进期间煤柱的垂直应力分布、水平位移分布、表面位移对煤柱的稳定性进行对比分析,确定了合理的沿空掘巷煤柱尺寸。研究结果表明,理论公式计算得出煤柱的最大宽度为15.03 m;煤柱宽度为4～5 m时,煤柱内垂直应力峰值最小,煤柱向巷道移近量较小,且较稳定。     

综放工作面区段煤柱合理宽度的数值模拟研究

为了有效测定厚煤层工作面的煤柱合理宽度,针对1208工作面生产地质条件,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,对合理的煤柱宽度进行了研究。通过理论计算,初步确定了区段煤柱留设25 m,运用数值模拟分析了区段煤柱内应力分布规律,在煤柱宽度在15~22 m时,应力值处于“谷底”,且处于弹性区。现场应用表明,巷道顶底板移近量最大为169 mm,两帮移近量最大为383 mm,巷道维护效果好,煤柱稳定。研究成果可为该矿后续的工作面区段煤柱尺寸留设提供借鉴。     

大倾角煤层沿空掘巷窄煤柱合理宽度数值模拟研究

采用离散元数值模拟方法研究了大倾角煤层采动应力演化规律,并依此提出了考虑侧向支承压力峰值点位置的窄煤柱尺寸选取方法。结果表明:煤层倾角大时,工作面下部垂直应力大于上部,但工作面下部垂直应力集中程度小于上部;布置窄煤柱时,煤柱宽度应小于侧向支承压力峰值点到煤壁的距离,即将侧向支承压力峰值点位于下侧工作面煤体内;选取21051工作面与21071工作面之间窄煤柱尺寸3~5m,指导了矿井采面设计。     

高硫工作面合理注碱孔距数值模拟与试验研究

通过向煤层中注入碱液能显著减少工作面硫化氢的产生,为获得注碱后煤层中碱液与硫化氢的分布规律,借助COMSOL Multiphysics数值模拟软件中化学反应模块,数值模拟研究两渡煤业21003工作面煤层注入碱液(NaHCO3)降低硫化氢。假设NaHCO3液体沿着煤层裂缝裂隙的运移符合N—S方程,沿着煤基质微孔运移符合Brinkman方程,物质发生化学反应变化符合对流扩散方程,结合矿井硫化氢赋存条件及注碱相关参数,分析注入碱液后在煤层中的运移扩散规律和H2S治理情况。模拟结果证明：碱液所经过的煤层范围,硫化氢含量发生明显减小,随着注碱时间的延长注碱影响面积在扩大。持续不断注碱18h之后,离注碱钻孔7～9m,煤层硫化氢含量下降51.3%以上,距离钻孔小于7m的范围煤层硫化氢基本被完全中和。根据数值模拟结果,决定施工8～10m间距的煤层注碱钻孔。在21003工作面开展8m间距的注碱钻孔试验,注入碱液之后工作面回风流硫化氢浓度最大为5.6×10^-6,工作面回采过程中没有发生超限现象,揭示数值模拟结果能很好的指导现场开展注碱治理硫化氢工作。     

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。     

新庄孜煤矿66110工作面巷旁充填技术研究与应用

为了有效地提高沿空留巷围岩的稳定性,必须针对采空区老顶变形特点,根据巷旁充填体控制机理选择合适的充填材料,并在新庄孜煤矿66110工作面进行了沿空留巷的工程实践。实践结果表明,该充填体能够适应采空区老顶变形,保证了留巷的使用,对相似地质条件下进行沿空留巷具有重要的借鉴意义。     

深井巷道合理支护方案数值模拟计算

采用数值计算方法，模拟得出了深井高应力三软巷道的破坏形式。在此基础上，通过不同支护方案的计算比较，得出了巷道的合理布置断面、支护参数和设计原则。研究结果可对该类巷道的合理设计起指导作用。     

沿空留巷巷旁充填支护技术研究与应用

该文介绍了常用巷旁充填材料。建立了巷旁充填沿空留巷"限定变形"力学结构模型,得出了充填体宽度计算公式。概括了巷旁充填工艺系统。现场工业性试验表明,采用普通混泥土材料、CHCT系列材料、高水速凝材料进行巷旁充填,结合充填体两侧单体支柱临时支护和充填体上方及两侧锚杆(索)等支护,可有效控制顶板岩层运动,达到良好的留巷效果。