充填体宽度对沿空留巷顶板形变特征的影响

为了探讨充填体宽度对沿空留巷顶板形变特征的影响,以神宁乌兰矿5768回采工作面巷帮充填沿空留巷为背景,采用Midas/GTS数值模拟和现场实测相结合的方法,研究不同宽度充填体对沿空留巷顶板形变特性影响规律。结果表明:该数值模拟方法确定的巷旁充填体宽度在围岩逐渐稳定后,顶板形变量小、充填体稳定,说明用该模拟确定的充填体宽度科学合理。     

沿空留巷巷旁支护体宽度的合理确定

 巷旁支护体是沿空留巷围岩控制的关键,在充填材料力学性能和巷道高度确定的情况下,巷旁支护体的宽度就成了主要影响因数。本文以焦煤集团九里山煤矿巷旁充填沿空留巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,得出巷旁支护体合理宽度的确定方法。现场试验表明,采用该方法确定的巷旁支护体宽度在沿空留巷围岩趋于稳定后,巷道围岩及充填体稳定、变形量较小,说明采用该方法确定的支护体宽度科学合理,对沿空留巷实践具有一定的指导意义。     

薄层顶板沿空留巷巷旁充填体合理宽度研究

以中兴煤矿1204下工作面材料平巷沿空留巷为工程背景,应用理论计算、数值模拟等方法研究了沿空留巷薄层顶板的稳定性,分析了不同充填体宽度对充填体应力的影响规律和围岩变形破坏特征,得到了1204下工作面材料平巷沿空留巷巷旁充填体载荷以静载荷为主,动载荷为辅,冒落带高度为15.4m,裂缝带高度为49.2m的结论,确定了合理的充填体宽度为2.5m。现场实践表明,这种方法确定的充填体宽度使沿空留巷围岩稳定性较好。     

榆树田煤矿巷旁充填沿空留巷支护方式及参数选择

榆树田煤矿110403工作面运输巷采用超高水填充材料进行巷旁充填沿空留巷支护,根据生产条件和巷道支护状况,确定了巷旁充填体的布设及尺寸,提出充填体和留巷巷道加强支护的方法措施,选择了支护参数。通过数值模拟,预计了围岩变形量,可为该运输巷进行巷旁充填沿空留巷提供技术支持。     

无煤柱开采巷道围岩稳定性分析

综合考虑沿空留巷围岩变形、采场覆岩运动规律及巷旁支护结构的特点,将沿空留巷顶板结构简化为采空区矸石、巷旁充填体及巷帮煤体共同作用的弹性力学模型,计算了该条件下的支护反力,利用控制变量的方法分析了影响支护反力的主要因素是充填体宽度和充填体弹性模量,得出了巷旁充填体压缩量计算公式。在此基础上,通过UDEC数值模拟方法,模拟了沿空留巷顶板关键岩块在弹性支撑条件下的应力状态,分别得出了充填体宽度及弹性模量与顶板下沉量的关系。综合以上分析,确定了赵官煤矿1705工作面沿空留巷巷道围岩控制方案。     

沿空留巷巷旁充填体合理宽度研究

以新元矿沿空留巷作为工程背景,采用数值模拟和工业性试验相结合的方法进行试验研究,得出巷旁充填体的合理宽度。现场试验结果表明:当充填体宽度为2 m时,沿空留巷围岩变形稳定后巷道顶板下沉量为330 mm,两帮移进量为198 mm;围岩变形量均在可控范围内,说明所确定的充填体宽度合理。该研究成果的成功应用,对沿空留巷实践具有一定的指导意义。     

巷内预充填沿空留巷数值模拟研究

为减少煤层开采区段煤柱损失,结合煤矿现场的实际条件采用巷内预充填沿空留巷技术,揭示巷内预充填沿空留巷围岩力学特点,并通过数值模拟方法提出3种充填方案,对留巷巷道围岩位移及影响围岩稳定的剪切应力进行分析,得出沿空留巷最大剪切应力集中在留巷巷道上方,充填体强度不易过大,应具有一定的柔性特征等结论。最终通过3种模拟方案对比,确定了充填宽度2 m、充填强度20 MPa的充填方案。     

综放工作面软底沿空留巷围岩控制技术研究

针对木瓜煤矿10-201轨道巷沿空留巷期间变形破坏严重的问题,运用数值模拟、理论分析等手段,研究巷旁充填墙体强度、宽度对留巷围岩稳定性影响规律,优化沿空留巷围岩控制技术。结果表明：巷旁充填材料采用C30混凝土,最佳宽度1.5 m,采用注浆锚索+切顶锚索+挖槽、浇筑条形基础联合支护措施后,沿空留巷围岩整体稳定,取得良好的应用效果和经济效益。     

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。     

薄煤层开采高水材料巷旁充填沿空留巷技术

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;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。     

两硬近距离薄煤层工作面沿空矸石充填留巷研究

为解决两硬(顶、底板均为坚硬岩层)近距离薄煤层沿空留巷巷旁充填体易失稳问题,通过建立充填体承载力学模型及不同充填体强度下留巷围岩塑性破坏数值模拟,认为留巷稳定的临界充填体宽度为2.0 m、抗压强度为23 MPa。实验室试验对充填材料(矸石)性能影响因素的权重、充填体强度特征进行了研究,提出了充填体高效材料配比和充填工艺。现场工程实测数据表明,上述研究得到的充填体宽度、材料配比和工艺参数能有效维护沿空留巷稳定性,较好实现两硬近距离薄煤层沿空留巷技术。     

沿空留巷围岩变形机理及控制技术

为控制沿空留巷围岩变形,分析不同阶段巷道围岩结构和应力分布,研究围岩变形机理,结果表明:影响沿空留巷围岩变形的主要因素是巷道顶板的三铰接梁结构.结合影响巷道顶板下沉和巷帮挤出的具体因素,研究下沉量和挤出量的计算方法,并以下沉量和挤出量为依据,确定沿空留巷围岩变形的控制策略.通过研究巷旁支护对控制围岩变形效果的影响,提出根据顶板下沉量判断顶板触矸情况,确定巷旁支护工艺.利用数值模拟软件,计算某矿沿空留巷时巷道围岩与巷旁充填体的应力分布情况,验证该矿沿空留巷围岩变形的控制效果和巷旁支护的合理性.     

巷旁充填体合理宽度数值模拟研究

巷旁充填体宽度是沿空留巷巷旁支护的一个重要参数,它不仅影响着充填体自身的稳定性,而且很大程度上影响着留巷围岩的稳定性,该文通过FLAC3D模拟不同巷旁充填体宽度巷道围岩变形情况,从而确定合理的巷旁充填体宽度。     

高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用

高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果...     

高瓦斯矿井沿空留巷巷旁“组合”充填墙体技术研究

高瓦斯矿井中沿空留巷,由于巷旁充填体接顶不严,易出现巷道新鲜风流进入采空区引起煤层自燃和采空区瓦斯泄露等安全事故。基于此问题,提出构筑巷旁柔模"组合"充填墙沿空留巷技术,"组合"充填墙上层采用高水材料构筑作为接顶层,下层采用混凝土构筑作为支撑层。以漳村煤矿2603工作面为工程背景,通过建立沿空留巷力学模型计算巷旁充填体切顶阻力,对"组合墙"不同强度、宽度和分层高度条件下围岩及充填体的稳定性进行数值模拟分析,从而确定最优的"组合"充填墙参数。现场监测结果表明:巷旁"组合"充填墙有效地控制了留巷瓦斯浓度和围岩稳定性。     

“两硬”薄煤层采空区煤柱下沿空留巷技术

通过UDEC数值模拟研究了"两硬"薄煤层采空区煤柱下支承压力分布规律,结果表明:"两硬"近距离煤层采空区煤柱下工作面侧向支承压力可达16.1 MPa,沿空留巷巷旁充填体需要具有一定的"让-抗"特性。通过理论计算和FLAC~(3D)数值模拟分析确定了巷旁充填体参数,即巷旁充填体宽度为2.0 m,充填体终凝强度不低于25 MPa,通过对该矿88105工作面运输巷沿空留巷围岩移近量监测,结果表明按此参数沿空留巷效果较好。     

我国沿空留巷围岩控制技术研究进展与展望

我国煤矿沿空留巷技术研究与应用已超过60 a,形成了充填式沿空留巷和切顶式沿空留巷两大技术类型，但是由于不同矿区煤层生产地质条件复杂多样、留巷巷道所处矿压显现强烈等诸多困难，导致沿空留巷技术推广应用呈现起伏。首先梳理了近年来我国沿空留巷主要技术类型、围岩稳定原理、巷内支护技术、巷旁支护技术、适应性评价与围岩稳定性监测方面取得的成效和关键技术进展，分析了现阶段不同技术的应用适用性。然后，总结了目前沿空留巷技术面临的难题与挑战：对强矿压工作面沿空留巷仍未能形成系统理论；充填沿空留巷围岩与支护体相互机制的理论认识仍然存在缺陷；巷旁支护体充填材料力学及变形特性尚不能适应深部、强矿压工作面沿空留巷；沿空留巷底臌机理及控制技术尚不完善；强动载或冲击地压沿空留巷充填体稳定控制研究尚处于空白。最后，针对现阶段我国沿空留巷技术应用面临的难题和挑战，提出了几项储备型技术：厚煤层综放/一次采全高沿空留巷有控切顶–充填围岩协同控制技术、面向强矿压工作面含外加剂改性高水材料沿空留巷技术；针对沿空留巷数值模拟岩石力学参数智能反演问题，建立了一套沿空留巷数值模拟岩石力学参数智能反演工作流，提出了沿空留巷支护参数智能...     

坚硬顶板条件沿空留巷技术研究及应用

 针对坚硬石灰岩顶板的特点,采用理论分析、数值模拟等研究方法对坚硬石灰岩顶板条件下沿空留巷技术进行了研究。通过对巷旁充填沿空留巷方法与人工放顶卸压沿空留巷方法的可行进行分析,确定了巷旁采用强制放顶的沿空留巷方法,设计了支护方案;通过数值模拟研究,分析了巷旁人工放顶条件下沿空留巷围岩应力分布规律,得出了巷道围岩变形规律,论证了放顶卸压法沿空留巷的可行性;通过工业性试验,得到了石灰岩顶板条件下沿空留巷矿压显现规律。     

沿空留巷围岩变形特征及支护技术

某矿8101工作面回风巷为沿空留巷,运用沿空留巷围岩稳定大结构模型研究了沿空留巷在一次采动、留巷稳定、二次回采超前影响阶段的围岩活动特征;结合FLAC2D数值模拟软件,确定该矿充填体宽度为3 m;现场工业性试验表明,其效果良好。     

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。