浅析近距离煤层采动后底板应力分布规律

近距离煤层上部煤层开采所形成的应力集中会在底板中传递,对下部煤层回采巷道的布置造成一定影响。本文通过对煤柱内集中应力的分布状况及其在底板岩层中的传递规律进行理论计算,得到了不同宽度的煤柱下方底板应力传递及分布规律,对近距离下部煤层回采巷道位置的选择有一定的指导意义。     

近距离煤层首采工作面开采底板破坏规律研究

小回沟矿2201首采工作面为近距离煤层群开采工作面,“下三带”破坏范围和深度情况会影响2201工作面回采期间瓦斯涌出。为解决此问题,采用相似材料模拟和数值模拟以及现场工业试验,确定了2201工作面底板垂深0～9.5 m为采动破坏区域,9.5～18.8 m为裂隙发育区域,大于18.8 m为完整良好区域。这为2201工作面瓦斯治理提供了依据。     

极近距离煤层工作面同采合理错距研究

通过分析灵石煤矿极近距离9#煤层和10#煤层的090105工作面与100105工作面围岩特性,建立工作面同采数值模拟模型,模拟工作面错距为10 m、15 m、25 m、30 m及40 m时冒落带、裂隙带高度以及超前支承压力的影响。结果表明,工作面同采错距为25~30 m时采场扰动影响最小。     

极近距离煤层同采工作面合理错距研究

为确定极近距离煤层同采工作面的合理错距,分析讨论减压区开采、稳压区开采两种不同布置方式,计算得出9#煤层开采对底板的破坏深度为9.11m。分析上部煤层开采对下部煤层围岩稳定性的影响,确定该矿采用稳压区开采布置方式。采用理论技术和数值模拟方法综合研究表明,同采工作面合理错距应不小于35m。     

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。     

极近距离煤层开采煤柱底板应力传递规律研究

上位煤层煤柱载荷在其底板煤(岩)层中的应力传递决定着工作面在整个回采期间巷道支护的难易程度。将煤柱对下位煤层的作用简化后理论推导出煤柱作用下底板岩层竖向应力的分布规律,并与数值模拟结果进行了对比分析。结果表明:煤柱宽度较小不能形成稳定煤柱时,底板不同深度的竖向应力以煤柱中心线为中心呈对称分布,并向两侧逐渐衰减,深度越大,影响范围越大,而影响程度越小;当煤柱宽度较大形成稳定煤柱时,深度较小时底板岩层竖向应力以煤柱中心轴线为中心呈对称双峰特征。距离煤柱的深度越小,双峰特征越明显。当深度超过一定限值时,对称双峰特征消失,均以煤柱中心轴线处竖向应力最大,煤柱宽度越大,应力集中程度越高,传递影响角越小。     

近距离煤层群下行开采底板应力分布规律研究

为研究近距离煤层群下行开采下位煤层巷道合理位置,通过建立力学计算模型,推导出底板岩层内应力分量。并结合吴官屯煤业开采实际条件,计算得出上部煤层开采后底板应力状况。结果表明：底板中垂直应力在水平及垂直方向最大影响范围分别达到31m和55m,水平应力在水平及垂直方向最大影响范围分别达到37m和12m,剪切应力在煤柱中心位置下方为0,应力峰值点出现在煤柱边缘,峰值为5.5MPa,该研究可为合理布置下位巷道位置和支护选择提供了依据。     

近距离煤层蹬空开采底板应力分布规律

近距离煤层刀柱式采空区上方进行综采回采工艺时,由于其残留煤柱上覆岩层垮落不充分,在采动压力作用下,造成下煤层老采空区残留煤柱失稳,形成应力集中区,进而引起残留煤柱上覆岩层不规则垮落破坏,造成综采工作面底板岩层失稳,威胁综采工作面安全生产。针对唐山沟煤矿刀柱式采空区上方8#煤层回采实际,对其工作面底板进行受力分析,确定出工作面安全长度,并运用UDEC数值模拟对刀柱式采空区上方工作面应力及底板塑性区进行了分析。     

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.     

近距离膏体充填工作面采场底板应力分布与破坏规律研究

针对岱庄煤矿6351膏体充填工作面工程条件,工作面底板距下伏8300胶带大巷仅有20.32m,为保证矿山安全生产,采用数值模拟及现场实测等方法探究充填开采后底板的破坏发育特点,获取最大的底板破坏深度,为8300胶带大巷的稳定性分析奠定基础.结果表明:随着6351工作面的推进,采用充填开采后,底板裂隙贯穿带较小,6351...     

极近距离煤层联合开采同采工作面合理错距研究

近水平、缓倾斜近距离煤层组常采用下行式,对下煤层的巷道维护和回采有利。为保障某矿上下煤层工作面安全协调生产,需确定下层煤工作面回采的滞后距离,通过矿山压力理论分析,结合FLAC3D数值模拟和现场矿压观测确定上下煤层工作面合理错距在32~60 m。按照此错距回采,下层煤工作面在上煤层工作面超前支承压力的影响范围之外,不仅能够保证下煤层顶板的完整性,上层煤工作面又可以避开下层煤顶板采动影响。     

近距离煤层同采工作面矿压显现规律探讨

以西铭矿为研究背景,通过采用理论分析等方法对其近距离8~#与9~#煤层同采时的矿压显现规律进行研究,系统的分析了8~#煤层开采时对其底板的应力分布以及破坏特征,并计算8~#与9~#近距离煤层同采工作面同采合理错距,以此来指导现场实践。     

极近距离薄煤层同采工作面覆岩移动规律研究

应用FLAC3D建立数值力学模型,通过研究极近距离薄煤层同采时,在上、下层工作面不同错距时,工作面覆岩位移场、塑性区及应力场的变化,并揭示其应力传递规律,并结合现场工业试验,得出合理的同采工作面错距公式.利用这一规律进行现场工程实践,取得了较好的技术经济效果.结果表明:运用建立数值力学模型及现场工业试验相结合的方法来解决极近距离薄煤层同采问题,较传统方法更可靠、更有效.数值模拟分析及工业试验相结合的方法在处理极近距离煤层开采时,值得进一步探讨和应用.     

极近距离煤层同采工作面合理错距的确定

结合天悦煤矿4.0 m极近距离煤层赋存特点,通过现场矿压监测得出上下层煤支承压力分布规律及围岩破坏特点。并对下层煤提出减压区开采和稳压区开采2种开采方式,最终通过理论分析及数值模拟方法综合对比研究,确定合理错距。     

极近距离煤层煤柱集中应力在底板中传递规律研究

根据弹性力学理论,建立了覆岩非充分垮落时均布条形载荷下的应力分布计算模型,并推导出不同宽度煤柱下不同位置处的垂直应力分布计算公式。基于有限元计算方法,结合付村煤矿实际地质条件及开采工艺,建立了数值计算模型,用FLAC3D软件模拟了不同宽度煤柱下应力传递规律。     

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。     

极近距离煤层工作面停采支护工艺

随着煤矿开采的推进,不可避免的要面临极近距离煤层的回采,由于层间距过小,无法采用常规的支护手段来维护机道顶板,这就给煤矿的安全生产带来极大的隐患。通过采用综合安全措施,保证了综采工作面停采期间顶板的完整性。     

近距离煤层同采工作面合理错距研究

结合山东东山矿业有限责任公司新驿煤矿二采区的具体条件,介绍了近距离煤层同采时上下工作面错距确定的两种方法,根据矿山压力理论分别计算了下工作面位于上工作面后方压力恢复区时工作面的最小错距和面位于减压区时的错距范围,并分析了影响工作面错距的主要因素。     

近距离煤层同采工作面合理错距研究

近距离煤层同时开采时,下部煤层及围岩多次受到影响,表现出区别于单一煤层开采的特殊矿山压力及显现规律。通过分析2#煤层开采时底板破坏特征,理论计算得出工作面错距为50 m;运用FLAC3D数值模拟手段,分析了201与301工作面在7种不同错距下的围岩变形及应力分布情况,验证了理论错距值的合理性;通过相似材料模拟研究,分析了201与301工作面在同时开采时围岩运动规律。现场观测表明,50 m同采错距实施效果良好,满足矿井安全高效的生产要求。     

极近距离煤层同采合理错距研究

结合阳邑煤矿极近距离煤层同采的具体条件,采用理论计算及现场矿压实测的方法,分析了阳邑煤矿极近距离煤层不同错距下同采的可行性及矿压显现规律。结论表明,大青与下架工作面合理错距保持在20~25m范围内,更有利于同采工作面采场及巷道的维护。生产实践表明稳压区开采方案是安全、合理及可行的。