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。     

近距离煤层孤岛工作面两侧煤柱留设宽度探讨

瑞龙煤矿近距离煤层下组工作面回采巷道围岩变形量较大。以该矿150108孤岛工作面为研究背景,采用理论分析、数值模拟等方法对工作面两侧的煤柱留设宽度进行了探讨;最终确定150108轨道顺槽与150107采空区煤柱宽度为25 m,150108胶带顺槽与150109工作面采空区煤柱宽度为20 m。通过现场应用并对两顺槽巷道进行矿压监测表明,巷道围岩稳定,顶底板移近量最大为95 mm,两帮移近量最大为132 mm,围岩变形较小,留设的煤柱宽度能够满足现场要求。     

黑龙煤业综放工作面煤柱留设宽度探讨

针对黑龙煤业回采巷道变形量大、局部片帮冒顶严重、煤柱留设尺寸大造成煤炭资源浪费严重等问题,采用理论计算及数值模拟方法确定留设8 m小煤柱可以满足工作面正常生产要求.现场观测表明,煤柱宽度为8 m时,煤柱内部裂隙虽然发育,但整体性较好,密闭性较强.巷道掘进期间两帮最大移近量为96 mm,顶底板最大移近量85 mm,两帮移近量大于顶底板移近量,巷道变形量较小,且变形逐渐趋于稳定.因此,小煤柱护巷方式能够维持巷道围岩的稳定,同时,达到提高煤炭回收率的目的 .     

小煤柱沿空留巷围岩控制应用研究

为保证小煤柱沿空留巷的顺利进行,通过分析掘巷和工作面回采时顶板的应力分布特征,结合巷道实际地质条件,设计了小煤柱和沿空留巷支护方案。小煤柱的宽度为12 m时,留巷后巷道围岩稳定,顶底板最大变形量210 mm,两帮移近量270 mm。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷小煤柱留设与支护研究

为研究特厚煤层综放工作面沿空掘巷留设小煤柱的合理宽度,以塔山煤矿8117工作面回风巷为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场实测相结合的研究方法进行研究。研究表明：相邻工作面采空区稳定后煤体侧向支承应力降低区范围为0～13.7 m,煤柱宽度在8 m以下可确保8117工作面回风巷处于应力降低区,有利于巷道围岩的稳定;煤柱宽度大于8 m时,煤柱内弹性区随煤柱宽度的增加而增大,煤柱中部垂直应力开始超过原岩应力;最终确定采用8 m小煤柱。现场观测表明,留设8 m煤柱时,8117回风巷在掘进和回采阶段巷道两帮移近量和顶底板下沉量较小,煤柱可以有效支撑顶板、控制围岩变形。     

窄煤柱沿空掘巷技术在赵庄二号井的应用

文章针对赵庄二号井3#煤回采工作面区段煤柱留设宽度较大、煤炭资源回采率低的问题,采用理论计算和数值模拟相结合的研究方法,确定了2325综采工作面2107巷留窄煤柱沿空掘巷时煤柱最佳宽度为8m,并给出了相应的支护方案。现场实测结果表明:当煤柱宽度为8m并采取相应支护措施后,沿空巷道顶底板和两帮最大移近量分别为154.26mm和97.15mm,巷道围岩变形控制效果良好,确保了工作面安全生产。     

特厚煤层综放变宽度煤柱巷道围岩稳定性研究

以塔山矿8204-2工作面留设两段宽度连续变化的区段煤柱为背景,采用FLAC~(3D)数值计算方法,对特厚煤层综放侧向应力分布规律和变宽度煤柱条件下掘采全过程的煤柱应力、巷道围岩位移和塑性区演化规律进行了三维全过程数值模拟。结果表明:采空区侧向应力降低区范围为0～15.41m,应力峰值位于距采空区边缘35.07m处;煤柱应力随着煤柱宽度的增加呈指数形式上升,具有"中间高,两边低"的特点;煤柱宽度小于20m时煤柱处于塑性状态,煤柱应力小于原岩应力,煤柱宽度为10m时巷道围岩稳定性最好。现场监测表明:巷道两帮和顶底板移近量在煤柱宽度为40m和35m时分别达到最大值,为691mm和885mm;煤柱宽度小于20 m时,巷道围岩变形量小于200 mm;采用"锚杆+锚索+JW钢带+组合锚索+金属网"联合支护方案能够有效维护巷道围岩稳定,满足安全生产要求。     

西曲煤矿区段煤柱留设宽度的确定

针对西曲矿工作面沿空掘巷煤柱留设宽度的难题,采用理论分析手段,研究并确定了合理的煤柱留设宽度为5m。最后对现场进行了观测和记录,试验结果表明:巷道围岩两帮变形量不超过230mm,顶底板移近量不超过320mm,能够满足工作面巷道正常需求,提高了煤炭采出率。     

近距离煤层群上煤层区段煤柱合理宽度研究

针对近距离煤层群上煤层留设的区段煤柱在煤柱下方形成一定区域的应力增高区,下煤层回采巷道受集中应力影响维护困难、严重影响正常生产这一难题,结合新柳矿地质条件采用UDEC2D数值计算及现场实测研究了煤柱下方底板集中应力分布特征,分析了下煤层回采巷道的布置方式对巷道围岩变形的影响,研究表明:上煤层残留煤柱越大,底板应力集中系数越大;在上煤层残留煤柱集中应力影响和本煤层工作面采动引起的应力重新分布耦合作用下,回采巷道顶底板及两帮移近量接近2000mm,巷道变形破坏严重。提出把巷道布置在采空区下方应力降低区内,减少本煤层区段煤柱宽度以及加强巷道超前支护可保证下煤层巷道稳定。     

特厚煤层综放工作面小煤柱巷道支护技术研究

为解决特厚煤层高强度综放开采工作面小煤柱巷道维护困难的问题,以同忻矿8305特厚煤层综放工作面5305小煤柱巷道为研究背景,运用理论计算及数值模拟分析了不同支护参数对支护效果的影响,结果表明：提高预紧力,“三径”匹配保证锚固力,适当减小锚杆索长度增加支护密度以形成连续的预应力场,再配合相应的组合锚索可提高小煤柱巷道整体的围岩稳定性。基于此提出了特厚煤层高强度综放开采工作面小煤柱巷道锚网索联合支护方案,并通过现场实测验证了方案的合理性。现场应用表明：小煤柱巷道在采用高预紧力锚网索联合支护方案后,掘进期间顶底板最大移近量为63 mm,两帮最大移近量为96 mm;回采期间巷道顶底板最大移近量为420 mm,两帮最大移近量为729 mm,支护效果良好,巷道围岩变形得到了有效控制。     

斜沟煤矿厚煤层孤岛综放工作面沿空掘巷技术应用

斜沟煤矿正在进行8号煤层的采掘活动,为提高采出率设计在18106孤岛综放工作面进行留小煤柱沿空掘巷,通过数值模拟研究,确定合理的小煤柱宽度为5 m,沿空巷道设计采用"锚网索梁"联合支护方式,经现场工业性试验并对巷道围岩位移情况的监测表明,沿空巷道掘巷期间围岩稳定后顶底板最大移近量平均约109 mm,两帮最大移近量平均约251 mm;工作面回采期间,巷道顶底板最大移近量约289 mm,两帮最大移近量约499 mm,能够保证工作面安全回采。     

沿空掘巷煤柱合理宽度研究

沿空留巷是目前中国长臂工作面巷道布置的一种重要形式,而留巷煤柱的合理宽度宽度是该种布置形式成败的关键。以豫西某矿14191工作面为实例,采用理论计算及FLAC3D数值模拟方法,对2、3、5、7m四种不同煤柱宽度条件下应力分布及巷道变形量等因素进行分析,确定合理煤柱宽度,并通过现场数据观测对分析结果进行验证。结果表明:通过理论分析及数值模拟得到煤柱留设最优宽度为3m;根据现场数据观测及分析得到沿空掘巷留设3m宽煤柱,在采用锚杆锚索支护的情况下,掘进期巷道稳定时间平均20d左右,两帮最大移近量为344.7mm,顶底板最大移近量为276.67mm;回采期巷道两帮最大累计移近量为827mm,顶底板最大累计移近量为657.34mm;采用3m宽煤柱的方案是合理可行的,能够使巷道位于应力较低区域、巷道变形量可控,可以满足正常生产需求。研究结果可为类似条件矿井提供借鉴。     

沿空掘巷煤柱宽度尺寸优化研究

以陕西彬长胡家河矿业有限公司401110工作面回风巷为研究对象,采用数值模拟和现场实测相结合的研究方法分析了沿空掘巷煤柱宽度合理尺寸。研究表明：煤柱宽度在6 m以下巷道围岩顶底板和两帮变形量较大,沿空掘巷煤柱尺寸范围在6～10 m可保障巷道围岩稳定。现场观测表明,留设8 m煤柱时采用锚网索联合支护,巷道顶底板围岩移近量为178 mm,两帮围岩移近量为272 mm,支护效果良好。     

成庄矿沿空掘巷窄煤柱宽度确定研究

针对成庄矿综放工作面煤柱宽度留设难题,采用理论分析和数值模拟相结合的研究方法,对4220副巷(瓦斯尾巷)在不同煤柱宽度条件下的围岩塑性区分布进行了研究,结合现场实际情况,最终确定了合理的煤柱宽度为10m。最后,对合理的煤柱宽度进行了现场试验,试验结果表明:除巷道掘进初期沿巷道底板掘进的巷道段变形较大外,4220副巷围岩的两帮变形量仅250mm,而顶底板移近量更小,仅100mm,这说明10m煤柱宽度有利于4220副巷的维护,能够满足巷道正常运输的要求。研究结果可为成庄矿其他采区类似条件下的区段煤柱宽度的确定提供参考依据。     

浅埋煤层大采高区段煤柱合理宽度留设研究

以陕北某浅埋煤矿工作面5-2煤为对象,研究浅埋煤层大采高综采工作面区段煤柱的合理宽度问题。通过弹塑性极限平衡理论方法以及FLAC数值方法进行分析,提出5-2煤合理的区段煤柱留设尺寸为16 m。工程实践表明,巷道的顶、底板变形量最大为36.2 mm,两帮移近量最大为38.2 mm,保证了工作面的安全回采。     

倾斜厚煤层沿空掘巷围岩稳定性控制技术研究

为了解决倾斜厚煤层沿空掘巷期间动压显现剧烈,巷道支护破坏严重,维修困难等问题,通过优化巷道支护参数,布置矿压监测站,对留设不同宽度煤柱的巷道围岩表面位移、深部多点位移、顶板离层、煤帮应力、锚杆和锚索受力进行了跟踪监测。得出：巷道达到稳定状态后,煤柱宽度为6.0 m时,顶板下沉量为162 mm,两帮移近量为254 mm;煤柱宽度为8.0 m时,顶板下沉量为92 mm,两帮移近量为360 mm;煤柱宽度为9.0 m时,顶板下沉量为114 mm,两帮移近量为595 mm。结果表明：煤柱宽度为6.0 m时,围岩控制效果好,倾斜厚煤层沿空巷道立体协控技术有效地控制了巷道围岩变形。     

厚煤层沿空掘巷水力切顶围岩控制技术实践

针对厚煤层综采工作面留设煤柱沿空掘巷巷道围岩大变形技术难题,以陕西黄陵二号煤矿422工作面回风巷为工程背景,分析切顶卸压围岩稳定控制机理,认为切顶卸压节理为切断应力传递路径、减小悬顶长度、改善应力集中,理论确定了切顶高度及角度等技术参数。结合422工作面生产条件,确定了422回风巷煤柱侧水压致裂切顶卸压技术方案并应用于现场实践。现场监测结果表明,422回风巷采用切顶卸压技术后,两帮收敛量最大为148 mm,顶底板移近量最大为174 mm,有效降低了巷道围岩应力,保证工作面安全高效回采。     

综放工作面沿空掘巷窄煤柱留设宽度设计

针对晋城某矿综放工作面沿空掘巷应用实际中出现的回采巷道矿压显现剧烈、巷道围岩变形控制困难,利用理论计算与现场实测相结合的方法,对某矿13604工作面运输顺槽的窄煤柱宽度进行了设计。当窄煤柱宽度为5.0 m时,巷道稳定性显著增强,13604工作面回采时运输顺槽两帮最大移近量为250.44 mm,顶底板最大移近量为160.78 mm,满足安全生产需要。     

特厚煤层大采高综放面沿空掘巷支护技术

以塔山矿特厚煤层大采高综放工作面开采技术条件为工程背景,针对采用大煤柱护巷所造成的煤柱损失大、煤柱内应力集中程度大、巷道处于应力增高区支护难度大等问题,提出采用沿空掘巷技术来减小煤柱损失、改善围岩应力环境。对高强度锚杆(索)高预应力支护进行模拟,得出附加预应力场分布规律,通过对比分析确定了沿空掘巷围岩支护形式和参数,试验并分析了巷旁支护对煤柱的加固效果。现场监测结果表明:巷道掘进过程中顶、底板移近量最大57mm,两帮移近量最大64mm;工作面回采过程中顶、底板移近量平均131mm,两帮移近量平均221mm,设计的支护方案较好地控制了围岩移动;巷旁支护可以减小煤柱侧煤壁变形,但造成实体煤侧煤壁变形量增加。     

林西矿1793工作面区段合理煤柱宽度与围岩控制技术研究

为保障林西矿1793工作面回采巷道围岩的稳定,根据工作面赋存特征,采用UDEC数值模拟软件对不同区段煤柱宽度进行了模拟分析,确定了区段煤柱的合理宽度为9 m,结合邻近工作面开采经验和模拟结果,对回采巷道支护方案进行了设计。现场试验结果表明,工作面回采期间,巷道顶底板及两帮最大移近量分别为169 mm和202 mm,保障了巷道围岩的稳定。