煤柱承载计算方法改进及尺寸优化

以禾草沟一矿为工程背景，通过监测相邻工作面区段煤柱侧向支承应力分布、内应力场分布范围,分析了工作面采动应力影响范围及程度，研究了不同区段煤柱宽度下采空区应力分布特征、区段煤柱载荷分布形态及演化特征。为15214工作面与15216工作面区段护巷煤柱留设提供依据。综合理论分析，得到结论：改进煤柱支承能力计算公式，并考虑煤柱尺寸效应对煤柱尺寸进行优化，将15214工作面与15216工作面之间的区段煤柱从之前的20 m调整到5 m。     

应用FLAC软件对煤柱稳定性影响因素的模拟

应用二维程序FLAC3.3模拟了不同煤柱宽度下巷道的位移场与应力场,以及破坏范围,得出了煤柱尺寸与巷道变形的关系曲线.采用三维程序FLAC3D建立了大型数值计算模型,分析了煤柱宽高比对煤柱稳定性的影响及在采动系数为2时,不同煤柱宽度对煤柱稳定性的影响.     

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。     

条带开采煤柱稳定程度的研究

根据我国条带开采的实际情况，本文提出了条带煤柱应力及强度的计算公式，进而分析了冒落条带及充填条带煤柱的稳定程度，并提出了保持煤柱稳定所需留设的煤柱尺寸及条带开采宽度。     

区段煤柱留设宽度分析及优化——以崖窑峁煤矿为例

针对崖窑峁煤矿30103工作面保护煤柱过宽导致资源浪费这一问题,通过现场勘探、理论分析、数值模拟及现场监测的研究方法,建立了煤柱宽度计算模型,揭示了在6、8、10、12、15 m不同宽度的煤柱下应力、位移分布规律及塑性区特征,并确定了煤柱的合理留设宽度,利用钻孔窥视仪在现场进行监测并对比分析。研究结果表明：崖窑峁煤矿留设宽15、12 m保护煤柱时由于宽度较大,中间有大量未破坏区域,造成资源浪费;留设6、8 m保护煤柱时塑性区完全贯通,承载性能差,破坏严重;护巷煤柱宽度为10 m时,煤柱塑性区恰处于贯通或未贯通区间,煤柱内部具有一定的弹性核区域,并略高于理论计算的煤柱宽度范围9.55 m。通过对15 m和10 m的煤柱进行现场钻孔监测,发现无论15 m煤柱还是10 m煤柱是否受采动影响,煤柱内裂隙发育和扩展的影响不大,煤柱内存在一定范围未破坏区域,煤柱具有一定的完整性和稳定性。该研究成果为其他类似条件下矿井提供可参考的有效数据。     

建（构）筑物保护煤柱设计图纸精度的分析

本文是从储量管理的角度论证保护煤柱设计图纸的精度。将构成储量计算中的面积误差按其作图各因素项进行单项的误差计算，然后求其误差累计，并综合地测管理工作进行论述。     

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.     

条带煤柱稳定性理论与分析方法研究进展

条带开采作为保护地面设施的有效措施在我国的很多局矿得到广泛应用。本文就煤柱载荷、煤柱强度、煤柱稳定性与煤柱尺寸的确定三方面系统介绍了条带煤柱稳定性理论与分析方法，并对其中的影响因素进行了详细分析。     

王家岭综放厚煤层工作面窄煤柱护巷围岩控制技术研究

王家岭煤矿为保持回采巷道的稳定性、隔离上区段采空区瓦斯涌出,采用在每个工作面都设置20m的区段煤柱进行护巷的方法,存在着造成资源浪费较大、煤炭采出率较低以及造成工作面回采巷道矿压显现强烈等问题。为解决上述问题,基于王家岭煤矿20108工作面为实际生产地质条件,通过分析综放面侧向支承压力演化规律、井下实测煤柱应力、理论计算等方法确定窄煤柱的合理宽度为6.5m;并根据锚索网支护理论,对窄煤柱巷道进行非对称支护设计,结果表明,煤柱宽度为6.5m时煤柱能够保持稳定并且巷道的位移量较小,并且可以取得较好的经济效益,可以为相似矿井的研究提供依据。     

软煤层大采高工作面巷道煤柱尺寸优化

针对长平矿大采高工作面巷道留设合理煤柱宽度问题,通过煤柱稳定性理论计算、应力实测、有效支撑面积分析,对大采高综采工作面巷道煤柱尺寸进行了合理优化。采用煤柱稳定性理论计算得出护巷煤柱宽度为64m,实践结果表明留设煤柱尺寸较保守。经综合分析认为留设煤柱宽度约为50m时,既能保证巷道回采的稳定性,又可减少煤柱资源浪费。     

长壁留煤柱支撑法开采煤柱设计流程

根据长壁留煤柱支撑法开采技术特征,以及不同类型煤柱留设目的差异性,提出了煤柱设计的8个步骤,并对影响煤柱宽度的各个因素进行了分析,为改造旧的房柱式开采、大面积推广和应用该采煤方法奠定了基础。     

取消区段煤柱和采区煤柱的研究与实践

本文就矿井采区与区段间的煤柱的取消作了一定的分析,并根据具体情况进行实践,取得了成功,具有推广价值。     

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.     

锚固预紧力和预留尺寸对煤柱承载特性影响分析

锚固预紧力和煤柱留设尺寸对煤柱稳定性有着重要的影响。研制了可变预紧力作用下不同尺度破碎煤岩压缩承载实验装置,通过对两端不同预紧力作用下破碎煤岩单轴压缩实验,分析了不同预紧力、不同煤岩尺寸条件下的承载特性。结果表明:初始侧压越大相同尺度煤样强度越高;煤样强度与试件尺度较好符合二次多项式函数;初始侧压为1 kN,煤柱尺度为21 cm时,煤柱稳定性效果最佳。煤柱尺寸相同情况下,支护强度越大,煤岩承载能力越强。在提高一定的支护预紧力时,可以适当减小煤柱宽度以提高煤柱的整体稳定性。研究成果为煤柱留设与围岩控制提供了实验依据。     

双巷掘进合理区段煤柱宽度研究

综合采用理论分析和数值计算方法,提出了双巷掘进区段煤柱合理宽度确定原则和方法。首先结合改进的Mark-Bieniawski煤柱强度计算式,求得区段煤柱强度分布规律。然后采用FLAC3D数值计算方法,研究得到区段煤柱应力分布规律。综合煤柱强度和应力分布规律可得区段煤柱强度安全系数及煤柱宽度。工程实践表明,该方法合理可靠。     

“刀把”工作面附近孤岛煤柱稳定性分析

以义桥煤矿已开采“刀把”工作面与接续工作面之间形成的孤岛煤柱为研究对象，采用FLAC^3D数值模拟方法研究了采动影响下孤岛煤柱体内应力集中塑性区发育情况。结果表明：接续工作面推至孤岛煤柱时，在三侧应力叠加下煤柱应力高度集中并完全塑性破坏，煤柱易失稳且易诱发冲击地压；随工作面与孤岛煤柱南端距离增大，应力集中程度随之降低，煤柱稳定性逐渐增大，冲击危险性相应减小。     

李村煤矿大采高工作面区段煤柱合理留设宽度研究

针对李村煤矿大采高工作面分区段开采的特征,为了确定其合理的区段煤柱留设宽度,综合现场实测和数值模拟,对煤柱稳定性进行了分析,模拟不同宽度煤柱下,其围岩垂直应力分布、支承压力分布特征及屈服破坏程度。结果表明:李村煤矿大采高工作面合理的区段煤柱留设宽度应为20 m,较原先设计宽度而言,有效提高了工作面回采效率。     

千方百计减少煤柱损失,提高资源回收率

对工业场地、盘区和大巷煤柱的留设现状进行分析，并借助国内外的成熟经验，提出相应的对策。     

数字标高投影法留设煤柱的改进

根据保护煤柱留设原理，指出现在常用的数学标高投影法留设保护煤柱的不足之处，并提出了改进方法。