近距离煤层下位煤层巷道内外错布置及应力分布规律研究

针对近距离煤层开采过程中下位煤层回采巷道受上位煤层开采影响煤柱应力集中、巷道支护困难等问题,以山西焦煤集团西铭矿８＃ 煤和９＃ 煤两层近距离煤层为研究对象,通过对比内错布置与外错布置的优缺点,提出了一种内外错相结合的回采巷道布置方式,并分析了煤柱宽度和巷道偏移距离对煤柱下巷道围岩变形的影响.研究结果表明:内外错相结合的巷道布置方式减小了巷道变形量,保证下位煤层安全高效开采;随上位煤层煤柱宽度增加,煤柱下巷道围岩变形量逐渐减小,结合现场工况计算得到煤柱宽度以４０m 为宜;位于上位煤层煤柱下方的巷道围岩应力呈不对称分布,巷道的合理位置位于煤柱正下方左偏２m 处,此时巷道顶板及两帮的应力分布基本对称.研究结果能够为近距离煤层下位煤层的巷道布置提供参考依据.     

近距离煤层群窄煤柱下应力分布及巷道布置

针对近距离煤层群窄煤柱下的应力分布及巷道布置问题,采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法对窄煤柱下部煤岩层的应力分布特征进行分析。研究表明:受相邻工作面顺序回采的影响,煤柱上覆岩层向后回采工作面侧回转,导致支承应力峰值向后回采工作面一侧偏移,煤柱支承应力呈不对称分布;受支承应力影响,煤柱下部煤岩层应力分布表现出与支承应力对应的不对称性,不对称程度随煤柱宽度的减小而升高。结合实际工程案例,根据下部煤层底板垂直应力及主应力差分布,同时考虑到应力不对称分布的影响,最终确定了下部煤层回采巷道位置。     

近距离煤层群下层煤回采巷道合理布置研究

近距离煤层下行开采时,下层煤回采巷道的位置至关重要。针对106煤矿7#煤回采巷道的布置问题,通过数值模拟和理论分析研究得出:当考虑11采区上山与7#煤回采巷道连接时,7#煤层11701工作面回采巷道应采用垂直布置;当考虑6#煤层采动影响时,11701工作面的回采巷道应采用内错布置,11701的运输平巷由11601运输平巷向内平移15 m,11703的回风平巷由11603回风平巷向内平移25 m。     

近距离下部煤层应力分布规律研究

针对近距离煤层中上部煤层开采容易引起下部煤层应力环境复杂化而导致巷道难以维护的问题,采用数值计算的方式分析了近距离煤层的煤柱宽度、埋深、层间距等因素对下部煤层应力分布的影响。研究得出:随着煤柱宽度增加,上部煤柱底板附近应力呈降低趋势,但应力衰减速度和下部煤层应力增高区范围呈增加趋势;随着埋深增加,上部煤柱底板岩层应力和传递深度呈现增加态势,但下部煤层应力增高区扩散范围逐渐减小;层间距的变化对于上部煤柱底板岩层的应力传递影响较小,但下部煤层应力增高区扩散范围增大,且增加幅度高;当采空区顶板能够及时垮落时,工作面长度变化对于上部煤柱底板附近岩层应力分布影响并不明显,但使得采空区下方低应力区范围扩大,有利于下部煤层巷道布置位置选择。     

近距离煤层下层巷道变形影响因素的研究

以某矿井近距离煤层开采为工程实例,建立FLAC3D数值模型,分别模拟:当煤柱宽度一定时,巷道变形与巷道布置错距之间的关系;当巷道布置的错距不变时,留设的区段煤柱的宽度对本煤层回采巷道变形的影响。模拟结果得出了当煤柱宽度为15 m时,巷道顶底板移近量在错距为4 m时达到最大;综合考虑巷道维护与资源采出率,最佳的巷道布置错距为6 m～8 m;当巷道布置错距为6 m时,巷道变形随着煤柱宽度的增加而减小,根据煤柱内的垂直应力分布得出煤柱的留设宽度不应小于16 m。     

近距离下煤层巷道布置位置对应力场影响模拟分析

为确定近距离煤层上煤层开采后下煤层巷道的合理位置,采用数值模拟的方法,假定上下煤层间距为8 m,分别模拟巷道距上煤层煤柱中心位置为0 m、5 m、10 m、15 m、20 m、25 m、30 m和35 m时的应力场垂直应力和水平应力分布。结果表明:煤柱下方为垂直应力集中区,巷道应尽量布置在采空区下方距离煤柱中心线15～30 m的位置;从水平应力的角度考虑,要将巷道布置在距离煤柱中心线15 m以外。综合垂直应力和水平应力对下煤层巷道布置的影响,确定下煤层巷道布置位置在距离煤柱中心线15～30 m之间比较合理。     

近距离下部煤层合理布置技术研究

在分析地质力学特征的基础上,采用数值模拟的方法,对潞阳瑞龙煤业15#下煤层150202下工作面两顺槽合理布置方式进行了研究。分析了不同布置方式的优缺点,确定采用外错布置;对不同煤柱尺寸时,煤柱垂直应力分布和巷道周边应力分布进行了分析,最终确定了合理煤柱尺寸。     

近距离煤层上层煤条带煤柱垂直应力数值模拟研究

条带作为一种特殊开采方式,在对压煤进行回收作业的矿区常被使用,但是其煤柱的宽度与回采宽度的留设对地面有直接影响,一直是研究重点。文章以某矿近距离两煤层为研究对象,对上覆煤层条采煤柱宽度的留设进行UDEC数值模拟研究,确定煤柱宽度的留设在垂直方向上的应力影响,从而确定煤柱的留设是否合理,结果表明,结合该矿现场地质条件,确定采40 m,留设30 m煤柱比较合理。     

近距离煤层群上煤层回采的底板应力分布规律

为了研究近距离煤层群开采时的巷道围岩应力及塑性区发育的变化规律,以某煤矿回采近距离煤层群上位煤层为研究背景,采用理论分析计算、数值模拟的研究方法,对工作面回采期间煤层底板及巷道周边围岩应力的变化规律进行研究,同时模拟研究了回采对原开切眼周边围岩及底板塑性变化情况.计算结果显示:煤层在回采期间底板应力最大值位于回采位置前方10～15 m,随着工作面回采距离的不断增加,其底板的应力集中系数也逐渐变大,同时位于原开切眼处的巷道周边围岩塑性区发育范围也逐渐增大、发育更深.     

近距离煤层下层动压巷道支护技术研究

针对近距离煤层群下层动压巷道的地质特点,以山西某矿回采巷为例,在原支护分析和效果评价基础上,采用FLAC^3D有限差分程序,对巷道围岩应力分布规律、塑性破坏范围及支护改进措施进行研究。通过井下地质力学测试、围岩变形破坏特征分析,提出高预应力全断面锚索支护技术,并开发了高强度、大面积护表构件。井下实践表明,高预应力全断面锚索支护技术,能够解决近距离煤层群下层动压巷道支护难题,保证巷道安全。     

近距离倾斜煤层巷道布置研究

某矿的具体地质条件表明近距离倾斜煤层下部回采巷道采用重叠式布置时,矿压显现剧烈。现场监测表明其松动圈大小约为3 m,两帮及顶底板相对移近量均超过50 cm,巷道维护困难。采用数值模拟表明上部煤层回采时所留煤柱对下部两侧倾斜煤层的影响范围是不一致的,上区段煤层的运输顺槽应至少内错2 m,下区段煤层的回风顺槽应至少内错8 m才能避开上部煤柱集中应力的影响,理论计算结果与之基本吻合。     

近距离煤层煤柱集中应力传递规律研究

针对近距离煤层开采上层遗留煤柱对下煤层开采的应力影响及应力传递规律问题,基于数值模拟对山西小峪煤业近距离煤层煤柱应力传递规律进行研究,得出在上层遗留煤柱中存在集中应力,并以一定的应力传递角向下传递,在上层煤柱两侧一定范围内出现应力升高现象,为类似条件下的煤炭开采提供参考依据.     

近距离下位煤层面矿压显现规律数值模拟研究

针对木瓜煤矿面临着近距离下位煤层安全开采的难题,本文采用UDEC数值模拟方法,分析了近距离上位煤层(9煤)开采后采空区及遗留煤柱应力分布规律,确定了下位煤层(10煤)开切眼的合理布置位置,并进一步对10煤开采过程中垂直应力、顶板垮落及塑性区分布规律进行模拟,从而得出了10煤层工作面开采过程中矿压显现规律,为10煤工作面开采巷道布置及支护方案提供依据。     

近距离煤层煤柱下方底板应力分布规律

近距离煤层下分层回采巷道的布置易受采后残留煤柱引起的集中应力的影响,通过对煤柱内集中应力分布情况的分析,提出了更加接近真实情况的煤柱受力模型,并在此基础上运用弹性力学理论和数值计算软件Mathcad结合具体的工程实践,分析了不同宽度煤柱下方底板应力传递及分布规律,计算了底板岩层不同深度水平截面上应力分布范围。     

近距离煤层开采巷道布置方式数值模拟分析

针对下石节煤矿开采中面临的下煤层开采巷道的合理布置问题,在分析煤层的地质开采特征的基础上,通过离散元数值模拟软件,对3种不同地质开采条件下煤层开采底板应力和位移分布情况进行模拟,并模拟了不同巷道布置方式下的应力分布和变形特征。结果表明:一侧采空煤体、一侧采空4~(-2)煤邻近采空区和两侧采空条件下巷道布置采用内错式最为合理,且最佳内错距离为20 m。采用此巷道布置方式时,巷道位于应力降低区,且巷道顶底板和左右两帮的变形很小,减小了支护难度。     

近距离煤层下层煤回采顺槽稳定性数值模拟研究

近距离煤层由于其煤层间距小,导致诸多巷道布置及支护问题。采用数值模拟方法,针对3种不同位置下的回采顺槽,模拟采用现阶段支护形式的支护效果,对比原支护的支护效果。主要结论如下:当顺槽巷道位于采空区及实体煤下方时采用原巷道支护方案可行,但当顺槽巷道位于采空区煤壁下方应力升高区时,采用原支护方案时支护效果差,应及时调整支护方案与支护参数,以确保巷道支护安全。针对该矿实际情况,提出了位于采空区煤壁下方的顺槽巷道优化支护参数。     

近距离煤层回采巷道合理布置研究

为解决近距离煤层联合开采下位煤层回采巷道的合理布置难题,结合某煤矿31101工作面和11201工作面实际情况,建立巷道围岩稳定性分析的二维数值计算模型,详细模拟分析了31101工作面开采后底板垂直应力分布规律及11201工作面回采巷道处于不同位置时的巷道围岩位移分布规律。分析结果表明:11201轨道平巷应内错31101工作面35 m左右布置,11201运输平巷应外错31101工作面70 m左右布置时,不仅能够使巷道所处应力环境较为有利,而且巷道围岩变形较为对称,避免支架承载过程中处于偏载状态,影响支架承载性能。     

某矿近距离煤层巷道布置研究

文章通过某矿现有巷道的变形监测表明近距离煤层巷道采用重叠式布置时,其下部巷道矿压显现大,巷道变形量大,支护困难,宜采用内错式布置避开集中应力的影响。通过FLAC3D模拟了内错2 m、4 m和6 m时下部煤层运输巷的垂直和水平变形量,最后确定巷道内错4 m左右最为合理。通过理论计算得知,该矿上部煤层遗留护巷煤柱的集中应力影响范围约为4.5 m,故内错4 m是合理的。     

近距离煤层回采巷道布置方式的数值模拟研究

中兴矿2200 下工作面是该矿极近距离煤层组布置在下层煤中的首采工作面,本文对2200 下工作面尾巷提出了三种布置方案,并采用FLAC3D软件对这三种方案模拟,再现了在2号煤层采空的条下,2200 下工作面回采对尾巷的影响过程,分析了尾巷周围煤、岩体应力场、位移场的时空演化特征,研究了煤柱的破坏机理,确定了合理的布置方案.