近距离煤层条采工作面开采设计研究

对于近距离煤层同时开采两层煤,煤柱的设置关系到煤层压力的稳定。某矿由于煤层距离较近(9m),根据之前煤柱宽度及回采宽度的论证,采取采40m留设30m煤柱的方案。文中结合数值模拟,对该方案的开采关键参数进行了校核,使下层煤条带开采时煤柱塑性区宽度、煤柱垂直应力分布、地表变形均在要求的范围内,为其他同类采区开采设计提供借鉴。     

采空区下近距离煤层合理区段煤柱宽度研究

为确定合理的近距离煤层区段煤柱,利用FLAC~(3D)数值手段对8号煤采空后开采近距离煤层9号煤时的区段煤柱宽度进行合理设定,通过对煤岩体侧向垂直应力分布、水平应力分布调整以及屈服破坏特征进行分析,得出9号煤层顺槽煤柱的宽度在10～15m。     

露天矿端帮采煤机开采参数设计方法

为了提高端帮压煤回采率,保证端帮采煤机作业安全,分析了平朔东露天煤矿端帮压煤开采可行性,提出了端帮压煤开采参数设计方法,包括端帮采煤机工作区域参数设计方法以及煤柱参数计算方法,并验证了煤层上覆岩体安全厚度,采用Midas GTS NX有限元软件模拟了端帮压煤开采后的边坡稳定性情况。研究结果显示,东露天矿端帮压煤采用端帮采煤机开采方案可行,设计端帮采煤机工作区域长度80m,宽度40m,端帮采煤机水平最大开采深度300m。单排采巷条件下设计4煤支撑煤柱宽度50m,隔离煤柱宽度20m,9煤支撑煤柱宽度60m,隔离煤柱宽度24m。上覆岩体厚度满足安全要求,端帮压煤开采后端帮边坡较为稳定。     

采空区下近距离煤层合理区段煤柱宽度研究

针对嘉乐泉煤矿在8号煤采空后开采近距离煤层9号煤时,合理确定区段煤柱宽度的问题,建立FLAC3D数值模型,通过分析煤岩体屈服破坏特征、侧向垂直应力分布特征及侧向水平应力分布特征,确定嘉乐泉煤矿9号煤层顺槽煤柱的宽度应为10m～15m。     

浅埋煤层护巷煤柱宽度合理性研究

护巷煤柱是回采巷道围岩结构的重要组成部分,它的宽度将直接影响到回采巷道的稳定性及煤炭资源回收.为了保证安全高效开采,减少巷道的维护以及设备的移动次数,留设合理的煤柱宽度成为解决问题的关键.通过现场实测,分析了3个浅埋煤层矿井煤柱宽度的合理性,并提供了解决方案,为今后的煤柱宽度设计以及类似的矿井煤柱宽度设计提供指导.     

综放工作面沿空掘巷区段煤柱合理尺寸探索

以金达矿4203综放工作面回风顺槽护巷煤柱为研究对象,对合理的煤柱尺寸进行了探索研究.首先在分析实际开采地质条件的基础上,通过极限平衡理论分析得出采空区侧向塑性屈服区宽度为2.42 m,进而得出区段煤柱最小尺寸为4.82 m;其次通过数值模拟研究了不同尺寸区段煤柱应力分布规律和巷道围岩变形规律,综合确定区段煤柱尺寸为8 m.实践表明煤柱尺寸设计合理,沿空巷道围岩变形相对较小,可以满足安全生产要求.     

1109工作面开采过程中煤柱宽度和开采宽度的确定

在条带开采过程中,留设煤柱宽度和开采宽度是两个最重要的因素,不仅关系到煤炭资源的采出率,而且对煤柱稳定性,覆岩破坏和地表下沉有着十分重要的作用。为确定1109工作面开采过程中最佳的煤柱宽度和开采宽度,对开采方案进行设计和优化分析。根据理论计算可得1109工作面最佳开采宽度为58.8 m,最佳留设煤柱宽度为39 m。并采用数值模拟的方法对煤柱的稳定性进行分析,分析结果显示煤柱尺寸科学合理。     

石港煤业双巷掘进工作面煤柱合理宽度研究

煤矿开采过程中煤柱的稳定性是回采巷道稳定的关键,煤柱尺寸留设是影响煤柱稳定的重要因素,但煤柱尺寸较大也会造成煤炭资源的浪费。为了确定合理的煤柱宽度,以石港矿9号煤层9110回风巷及辅助进风巷掘进工作面为研究对象,采用工程类比和数值模拟的方法,结合其地质及开采条件,对9110工作面双巷掘进煤柱的合理宽度进行研究分析,初步确定煤柱的合理宽度,为石港矿9号煤层及其他类似工作面煤柱宽度的确定提供技术经验。     

全采区与条采区隔离煤柱留设宽度研究

根据威尔逊(Wilson)煤柱载荷理论,分析了两侧采空区在不同宽度情况下煤柱所承受载荷的计算公式,并根据相同的推导原理,得出了全采区与条采区隔离煤柱所承受载荷的计算公式.根据煤柱安全系数的可靠取值,推导出全采区与条采区隔离煤柱最小留设宽度的计算公式,并通过实例分析,得出在进行条带开采设计时,要根据隔离煤柱留设宽度的计算公式进行单独设计,以保证隔离煤柱的稳定性.     

条带开采区与全采区隔离煤柱稳定性研究

根据Wilson煤柱载荷理论,推导出了条采区与全采区隔离煤柱所承受实际载荷的计算公式.根据煤柱稳定性评价原则,通过实例分析,得出在进行条带开采设计时,不仅要进行留设条带煤柱的稳定性校核,还要对条采区与全采区隔离煤柱进行稳定性评价,不能错误地把条带煤柱宽度作为隔离煤柱宽度进行设计,以保证隔离煤柱的长期稳定性.     

建筑物下大采深坚硬顶板煤层条带开采技术

针对开滦林西煤矿井田东部地面建筑物下大量压煤的现状,进行了建筑物下大采深(九东、十东)坚硬顶板煤层条带开采技术研究.为提高采出率,利用煤层采深大、非充分采动、顶板坚硬的特点,确定了合理的采留宽度,并对条带留设煤柱进行了二次开采.通过改变回采工艺和有序协调开采,对坚硬顶板实行浅孔强制放顶,达到了地表变形小,地面建筑物不损坏、不搬迁、不维修以及工作面安全开采的目的.     

多煤层开采相互采动的影响规律

针对平朔煤炭工业公司安家岭井工矿4号和9号煤层联合开采的特点，利用相似材料模拟和数值模拟两种手段研究了9号煤层开采对4号煤层工作面巷道的采动影响规律，以及在不同煤柱尺寸下9号煤层工作面推进过程中，4号煤层工作面巷道周围应力变化规律及巷道变形规律.同时优化煤柱尺寸，使4号煤层工作面巷道处于安全的采动影响范围之内.     

近距离煤层群综放开采区段煤柱稳定性研究

为解决龟兹矿业5号与3号近距离煤层重复采动影响下区段煤柱失稳难题,利用模拟试验结合工业性试验的研究手段,探究了区段煤柱在重复采动作用下的应力演化规律和区段煤柱尺寸因素作用下的围岩应力分布情况,阐释了区段煤柱宽度因素作用下巷道围岩损坏及位移规律。结果表明:近距离煤层重复采动作用下,设计煤柱宽度超过6 m有利于提高区段煤柱稳定性。研究成果在龟兹矿业进行了工程应用,对A502运输巷围岩变形情况进行了实测,实测结果验证了研究成果的有效性。     

浅埋厚煤层分层开采保护煤柱合理宽度研究

为了确定浅埋厚煤层分层开采保护煤柱的合理宽度以及获知影响煤柱宽度留设的主要因素,采用弹塑性极限平衡理论分析煤层埋藏深度、煤层厚度、煤层倾角、煤的硬度、巷道断面大小和支护阻力等对保护煤柱合理宽度留设的影响;并利用相似材料模拟试验确定活鸡兔矿井1-2煤层的保护煤柱的最终合理宽度.结果表明煤柱稳定的基本条件是弹性核的宽度应不小于煤柱高度(即采高)的2倍;煤柱宽度的合理留设及采空和巷道侧对煤柱实施有效的支撑作用是保证煤柱及巷道围岩稳定的关键;活鸡兔矿井首采区上分层保护煤柱的宽度为20m,下分层保护煤柱的宽度定为12 m时,能有效控制煤柱的总变形量.     

综放面沿空掘巷合理区段煤柱尺寸的优化研究

 为了确定合理的沿空掘巷区段煤柱尺寸,结合沿空掘巷覆岩破断特征,掌握了覆岩破断结构的关键参数,理论分析了合理煤柱留宽,计算表明,在煤厚12m、机采高度3.5m的条件下,综放面区段小煤柱宽度以8.05~9.45m为宜。在此基础上,对8.05m、8.5m、9m、9.45m不同的煤柱宽度进行数值模拟,结果表明,煤柱宽度9.45m时,煤柱中部出现1.5~2m的弹性核,煤柱整体承载性能优于其他留宽方案,因此煤柱留宽最终确定为9.45m,该研究为8号煤层综放面沿空掘巷合理区段煤柱尺寸的确定奠定了基础。     

采动应力叠加影响下区段煤柱合理宽度研究

针对崔家寨矿5#煤层具体开采条件,根据三维应力状态下煤(岩)体的极限平衡理论,推导煤柱两侧不同采动影响极限平衡区宽度计算公式,得出合理煤柱宽度理论值。继而采用FLAC3D模拟软件分析不同宽度煤柱受力状况及其倾斜方向上的应力场特征。数值模拟与理论计算结果综合对比,确定了适合崔家寨矿5#煤层条件的合理煤柱尺寸为6～7 m。研究结果为复杂应力条件下煤柱宽度的合理留设、巷道围岩稳定性控制等提供了参考。     

保护层卸压开采两煤层终采线合理位置确定

为了研究保护层开采过程中围岩应力分布演化及其对前方底板巷的动态影响规律,基于采动支承压力在煤层前方及底板内的演化规律,运用FLAC^2D模拟分析了淮南矿区11煤作为13煤下保护层开采过程中在不同煤柱宽度下的采场围岩应力分布特点,并进行了巷道围岩变形监测。结果表明：下保护层开采过程中,留110m煤柱可以减弱采动对前方底板巷道的影响,当开采上方解放层时,应避免两煤层终采线留设在同一位置,错距为30—50m,可以减少采动应力叠加影响。     

刀柱遗煤下综放开采数值模拟分析

以白家庄矿9#煤层39713工作面开采技术条件为基础,运用数值模拟软件FLAC3D建立数值模型,对刀柱遗煤下的开采工作面和巷道围岩宏观力学场进行系统分析和研究,获得了包括工作面煤层及周围岩体在内的三维力学场分布、破坏场特征和位移变化规律,揭示了刀柱遗煤下综放工作面的力学场分布规律及变化特征。     

大倾角煤层区段煤柱合理留设宽度研究

 在现有煤柱宽度理论计算公式的基础上,针对大倾角煤层围岩应力特点,综合考虑煤层倾角、顶板垮落对采空区充填以及在采动时对煤体引起的损伤等多方面影响,推导出大倾角煤层区段煤柱合理留设宽度理论计算公式,并应用于胜利煤矿,取得了良好的技术与经济效果,该研究对确定大倾角煤层区段煤柱合理留设宽度具有参考作用。     

特厚煤层分层综放开采区段小煤柱留设尺寸研究

砚北煤矿5煤为特厚煤层,煤层具有强冲击地压倾向性,为防治工作面两巷掘进时冲击地压现象发生,采用理论计算、数值模拟和现场观测的方法,研究分析工作面、区段护巷小煤柱内应力变化以及采场超前支承压力影响范围。以区段小煤柱变形破坏理论为依据,通过数值模拟分析了4种不同宽度煤柱的塑性区变化范围,最终得出适合砚北矿条件的合理区段煤柱宽度。