宽煤柱内沿空掘巷的研究与实践

为提高煤炭回收率与解决工作面采掘接替紧张的问题,以余吾煤业回采巷道为研究对象,采用极限平衡理论和数值模拟方法,分析了上区段工作面回采后宽煤柱内垂直应力的分布规律,对在宽煤柱内沿空掘巷的窄煤柱合理宽度进行研究,确定了在宽煤柱中沿空掘巷的窄煤柱合理宽度为5.0 m。     

沿空掘巷窄煤柱宽度确定

沿空掘巷是我国煤矿回采巷道布置和维护的一种技术。本文针对具体生产地质条件,运用极限平衡理论、数值分析和现场工业性试验相结合的方法,通过应力场分析,得出：煤宽为3~5m时,垂直应力分布近似呈钝角三角形;煤宽为5~8m时,垂直应力分布近似呈锐角三角形;煤宽为8~10 m时,垂直应力分布近似呈梯形。通过位移场分析,得出煤柱向巷道内位移普遍大于向采空区侧位移,且随着煤柱宽度增大向巷道内位移增大,向采空区侧位移相对影响较小。最后得出沿空掘巷窄煤柱宽度的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律和应力场分布、位移场分布、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系及窄煤柱宽度的极限平衡理论计算5个方面综合考虑窄煤柱的宽度,最终确定窄煤柱宽度为5m。现场工业性试验表明,沿空掘巷巷道变形大、破坏严重的现状得以改善。     

综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度设计及其应用

采用极限平衡理论和数值模拟方法对综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度进行了分析。依据不同宽度的窄煤柱与巷道围岩变形量的关系,确定了合理的窄煤柱宽度,并应用于工程实践。实践结果表明研究确定的窄煤柱宽度合理、技术和经济效益显著,对类似条件下综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定有一定的指导意义。     

孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷合理煤柱宽度确定

为了确定寺家庄煤矿15106孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷的合理煤柱宽度,文章通过数值模拟与现场实测的方法,分析了不同窄煤柱留设宽度条件下窄煤柱的垂直应力特征及沿空巷道的围岩变形特征,最终确定了15106孤岛工作面区段煤柱的合理宽度,主要得到如下结论：随着窄煤柱宽度的增加,煤柱内部受到的垂直应力先增大后减小。当煤柱宽度为7m时,煤柱内部峰值垂直应力为50.23MPa,应力集中系数为3.52。窄煤柱宽度由7m增加至8m后,回采巷道顶板下沉量的变化差异不大,且煤柱帮移近量的变化幅度逐渐减小。最终确定15106孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷的合理煤柱宽度为7m。经现场工程应用,巷道围岩变形较小,7m窄煤柱沿空掘巷工程取得成功。     

大采高工作面沿空掘巷窄煤柱合理尺寸研究

以某矿3046工作面留设区段窄煤柱为工程背景,采用极限平衡理论、数值模拟、工程实践三种方法分析沿空掘巷窄煤柱合理尺寸。通过极限平衡理论计算得到沿空掘巷窄煤柱宽度为4.83m~5.64m。通过FLAC3D分析不同煤柱宽度情况下煤柱应力分布和巷道围岩位移分布规律,综合考虑煤柱垂直应力和围岩应力模拟结果得到沿空掘巷窄煤柱宽度为5m~6m。通过现场试验,表明该煤矿柱在锚梁网+锚索联合支护情况下,顶底板移近量为60mm、两帮移近量为65mm,合理煤柱宽度为5m左右。     

沿空掘巷护巷窄煤柱宽度确定与围岩控制技术研究

针对7111大倾角沿空掘巷窄煤柱合理尺寸难以确定的问题,基于弹塑性极限平衡理论计算了煤柱宽度,运用FLAC~(3D)数值模拟分析了留设5 m窄煤柱时围岩应力分布规律和变形特征,提出了巷道围岩整体性控制措施及高强耦合体系的联合支护方式。     

综放开采合理护巷煤柱宽度研究

根据新柏矿"两软一硬"复合顶板的5#煤赋存状况,通过理论分析和数值模拟,对不同煤柱宽度时沿空掘巷系统围岩应力分布和破坏特征进行了研究,对不同煤柱宽度时的巷道系统进行了综合分析和评价,确定了相邻工作面区段沿空掘巷留设煤柱的合理宽度,对类似综放沿空掘巷煤柱合理宽度的确定具有参考价值。     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度设计研究

为了研究沿空掘巷窄煤柱合理宽度留设问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,理论计算了窄煤柱的宽度,推导出了窄煤柱留设的合理宽度的计算公式;然后数值模拟了不同宽度的窄煤柱下围岩应力分布规律、窄煤柱水平位移场以及巷道围岩变形量规律,最终确定某煤矿的沿空留巷的窄煤柱留设宽度为5 m。研究为综放开采区段煤柱宽度的确定提供了指导。     

深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定

针对深部煤层群沿空掘巷具体生产地质条件,采用理论分析、数值计算及现场试验相结合的方法,得出深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律和煤柱应力分布、巷道围岩应力分布、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系及护巷煤柱宽度的理论计算5个方面综合考虑护巷煤柱的宽度,尤其充分考虑了下层煤回采对上层煤沿空掘巷护巷煤柱宽度大小留设的影响。现场试验结果表明：该方法确定的煤柱宽度科学、可靠,为深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定提供了科学依据,改善了深部巷道维护困难的局面和提高了煤炭资源采出率。     

复合顶板窄煤柱沿空掘巷技术探讨

阐述了窄煤柱沿空掘巷实质;依据某矿双巷掘进的实际情况,采用岩层控制理论和数值模拟等方法,对某矿复合顶板巷道沿空掘巷技术进行探讨;对窄煤柱沿空掘巷的可行性和煤柱稳定性进行了研究;依据不同宽度的窄煤柱与巷道围岩变形量的关系,确定了合理的窄煤柱宽度。研究结果表明,窄煤柱沿空掘巷的关键是煤柱宽度的合理确定.随着煤柱宽度的加大,顶底板位移量减小,围岩整体变形量呈减小趋势,结合极限平衡理论计算,最终确定窄煤柱的合理宽度为6m。     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度确定的数值模拟

针对五阳煤矿7603孤岛工作面沿空掘巷所留窄煤柱合理宽度确定的问题,采用理论计算、数值试验分析方法,研究了采空区侧向应力的传递与分布规律、不同宽度煤柱的受力分布、回采巷道围岩的受力情况、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系。     

沿空掘巷窄煤柱的合理留设与模拟研究

采用极限平衡理论对沿空掘巷窄煤柱的合理留设宽度进行了理论分析,得出煤柱合理尺寸为3.63~4.12 m,结合物理相似模拟试验分别对煤柱宽度为6.0、5.0、4.0、3.0 m时的矿压显现规律进行了研究与验证,得出窄煤柱合理留设宽度为4.0 m。山不拉煤矿3203工作面的矿压观测结果表明,窄煤柱留设宽度为4.0 m能够有效地控制巷道围岩变形,对类似条件下综采工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定有一定的指导意义。     

羊东矿8263工作面沿空掘巷窄煤柱宽度优化研究

窄煤柱宽度是沿空掘巷顺利实施的关键因素。以羊东矿深部8263工作面沿空掘巷窄煤柱宽度合理留设为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究采空区边缘煤体应力分布,分析不同宽度煤柱的稳定性。结果表明:采空区边缘煤体应力具有分区特性,可分为卸载破裂区、极限塑性区、弹性应变区及原岩应力区,卸载破裂区和极限塑性区宽度分别为5.2和8.7m。通过对比分析不同宽度煤柱的应力分布、围岩破坏和巷道变形情况,确定留设5m宽的窄煤柱能够保证巷道稳定。现场矿压监测表明,留设5m宽的窄煤柱,沿空掘巷可有效保证巷道在服务期内的正常使用。     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度确定及巷道支护技术

沿空掘巷合理宽度的窄煤柱能改善沿空巷道应力环境,降低巷道维护难度,改善巷道维护状况,是沿空掘巷围岩稳定的重要组成部分.某矿105工作面轨道顺槽拟采用沿空掘巷技术,在103、105工作面地质条件的基础上,通过数值模拟分析103工作面侧向支承压力分布规律,沿空掘巷不同宽度窄煤柱的破坏情况和巷道表面围岩破坏规律,结合工程实践的技术要求,最终确定某矿105工作面沿空掘巷窄煤柱的宽度.实践表明,选取窄煤柱宽度5 m是合理的,可满足设计要求.     

国阳二矿80509综放工作面小煤柱沿空掘巷技术

根据阳泉矿区二矿80509综放工作面采矿地质条件、煤层及其顶底板的物理力学性质,利用UDEC数值模拟软件对相邻工作面采空区侧向围岩结构特征以及侧向应力分布规律进行了分析,采用极限平衡理论确定了综放沿空掘巷合理的煤柱宽度,为试验矿井综放回采巷道的合理布置及护巷煤柱参数的合理确定提供了科学依据。     

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.     

王家岭矿综放沿空掘巷合理煤柱宽度试验研究

合理煤柱宽度对于沿空掘巷稳定性关系重大。为了确定王家岭矿综放工作面沿空掘巷的合理煤柱宽度,运用数值模拟方法建立综放沿空掘巷模型,分析不同煤柱宽度下煤柱应力分布规律、变形规律、巷道变形情况等,得出王家岭矿沿空掘巷窄煤柱合理宽度为6~8 m,并在现场工业性试验中得到成功验证。     

沿空掘巷合理窄煤柱宽度确定

为提高煤炭资源的采出率,提出在张双楼煤矿7#煤层采用小煤柱沿空掘巷技术。通过数值模拟分析掘巷前煤体边缘应力分布规律,得出窄煤柱留设宽度应该为4~9 m;分析掘巷后不同煤柱宽度下巷道围岩应力分布与变形规律,得出从窄煤柱具有一定的承载能力考虑,煤柱宽度应不小于5 m,从控制窄煤柱帮变形来考虑,窄煤柱宽度以小于7 m为宜。综合考虑以上因素以及提高采区采区率,确定合理的护巷煤柱宽度为5 m。     

窄煤柱沿空掘巷合理煤柱宽度的数值模拟研究与应用

采用数值模拟方法研究了不同宽度窄煤柱应力分布和位移特征,由此确定了窄煤柱沿空掘巷合理煤柱宽度。工程实践表明,5 m煤柱能够满足巷道稳定性控制要求,工作面回采期间巷道变形较小。     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度的研究

通过数值计算建立了模型,用以解释上区段回采后倾向支承应力的分布状况及其对巷道掘进的影响。研究分析了掘巷后煤柱内应力重新分布状况及其对巷道稳定性的影响。通过提出临界不稳定宽度来限制沿空掘巷煤柱宽度的范围,再经过对本区段工作面回采期间煤柱稳定性的计算,最终确定了合理的煤柱宽度。现场实践表明,宽度合理的窄煤柱改善了其自身的受力状况,巷道维护状况良好。