特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度研究

针对塔山矿特厚煤层综放工作面与回采巷道对头施工过程中面临的区段煤柱合理宽度留设、回采动压影响范围确定等问题,采用理论分析、数值模拟及现场应力实测等手段对特厚煤层综放采场覆岩断裂结构、区段煤柱应力分布及区段煤柱合理宽度进行研究。采空区一侧煤体应力,应力剧烈影响范围30~35 m。煤柱应力现场实测表明,相邻工作面回采期间应力沿煤柱宽度大致呈单峰型、非对称分布,应力高峰区距8210回风巷21~30 m、距8208采空区8~17 m,采空区顶板运动稳定滞后距离120~130 m。结果表明,塔山矿特厚煤层综放面对头施工条件下留设38 m煤柱是安全的,从煤柱应力分布角度分析煤柱宽度可减小至30~32 m。     

特厚煤层综放工作面小煤柱巷道支护技术研究

为解决特厚煤层高强度综放开采工作面小煤柱巷道维护困难的问题,以同忻矿8305特厚煤层综放工作面5305小煤柱巷道为研究背景,运用理论计算及数值模拟分析了不同支护参数对支护效果的影响,结果表明：提高预紧力,“三径”匹配保证锚固力,适当减小锚杆索长度增加支护密度以形成连续的预应力场,再配合相应的组合锚索可提高小煤柱巷道整体的围岩稳定性。基于此提出了特厚煤层高强度综放开采工作面小煤柱巷道锚网索联合支护方案,并通过现场实测验证了方案的合理性。现场应用表明：小煤柱巷道在采用高预紧力锚网索联合支护方案后,掘进期间顶底板最大移近量为63 mm,两帮最大移近量为96 mm;回采期间巷道顶底板最大移近量为420 mm,两帮最大移近量为729 mm,支护效果良好,巷道围岩变形得到了有效控制。     

复杂特厚煤层综放工作面煤柱应力分布规律研究

为了掌握塔山煤矿3-5号煤层综放面煤柱应力分布及巷道变形规律,在深入调研目前煤柱压力显现情况的基础上,通过在2个综采放顶煤工作面回风巷布置应力观测区,在测区内安装GYW25型钻孔应力传感器和KJ216-F2本安型监测分站,动态监测煤柱内应力变化,同时进行了巷道围岩变形观测。观测分析结果表明:在8208工作面回采期间,煤柱应力波动较大,峰值位置位于距8210工作面一侧25 m,距8208工作面一侧13 m附近;在留设38 m区段煤柱的情况下,8208工作面前方100 m范围内回风巷顶底板累计移近量达到1 000~1 400 mm,两帮达到600~1 000 mm;在回采与掘巷相向施工条件下,38 m煤柱是安全的、合理的;从8210工作面回风巷煤柱应力峰值位置分析,可以将煤柱减小到30~35 m。     

窄煤柱综放巷道围岩应力场特征

为了揭示综放留窄煤柱护巷回采期间巷道围岩的应力分布及其演化特征,根据谢桥矿1151（3）综放工作面工程地质和开采技术条件,结合现场实测分析,应用数值模拟（FLAC^3D）综合分析了二次采动影响下巷道围岩应力场演化特征．研究表明,回采期间巷道围岩应力分布及其演化具有明显的分区特征,巷道两帮围岩垂直应力大于水平应力,顶底板围岩水平应力明显大于垂直应力,且巷道底板岩层中的水平应力峰值区范围较广;巷道围岩应力分布的差异性及其演化分区性是造成此类巷道变形剧烈且巷道持续底鼓的重要原因．研究成果为综放开采护巷煤柱宽度合理选择、巷道合理支护及维护、巷道围岩稳定性控制和安全生产提供了理论依据．     

综放开采采准巷道护巷煤柱稳定性研究

采准巷道护巷煤柱稳定性决定着巷道的维护状况。从现场观测,数值计算和理论研究3个方面分析了综放工作面回采期间护巷煤柱体内力和位移变化,煤柱失稳的原因,影响煤柱稳定性因素等,运用极限平衡理论提出了综放工作面护巷煤柱宽度的确定方法,并给出了实例和煤柱宽度与巷道岩变形的观测统计结果。     

金庄矿特厚煤层综放工作面合理区段煤柱留设研究

以金庄煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景,结合理论分析、数值模拟和现场实测的方法确定工作面区段煤柱的合理宽度。现场实测表明,应力峰值工作面超前16 m出现影响范围50 m。研究结果为相似条件下工作面合理区段煤柱宽度的留设提供了借鉴。     

塔山矿特厚煤层综放工作面小煤柱留设技术研究

塔山煤矿工作面原有设计采用预留宽煤柱的方式,通过井下回采实践表明,此煤柱留设方式会造成煤炭资源损失率高达26%,且不利于巷道围岩的维护,工作面开采过程中明显发现巷道受到应力挤压导致的围岩变形现象,并且巷道冒顶现象时有发生。基于上述背景,采取理论计算结合数值模拟推演计算的分析方法,明确了适合塔山煤矿赋存条件的8117综放工作面煤柱宽度为8 m。8117综放工作面通过采用留设小煤柱技术以来,有效地避免了宽大煤柱引起的围岩移进量大,进而导致巷道围岩变形严重的问题,且将煤炭损失率降低至12%,避免了煤炭资源的浪费。     

特厚煤层综放开采沿空掘巷窄煤柱围岩控制

针对某矿特厚煤层综放开采沿空掘巷宽煤柱护巷时带来的巷道变形量大,煤炭损失严重等问题,提出了窄煤柱护巷技术.以该矿8305工作面为工程背景,结合内外应力场理论和极限平衡区理论,得出基本顶断裂线位置距采空区为3m,并最终确定窄煤柱宽度为6m.基于对特厚煤层窄煤柱护巷围岩控制难点分析,提出了顶板以高强高预应力锚杆支护系统、组...     

窄煤柱综放巷道围岩应力场特征

为了揭示综放留窄煤柱护巷回采期间巷道围岩的应力分布及其演化特征,根据谢桥矿1151（3）综放工作面工程地质和开采技术条件,结合现场实测分析,应用数值模拟（FLAC^3D）综合分析了二次采动影响下巷道围岩应力场演化特征．研究表明,回采期间巷道围岩应力分布及其演化具有明显的分区特征,巷道两帮围岩垂直应力大于水平应力,顶底板围岩水平应力明显大于垂直应力,且巷道底板岩层中的水平应力峰值区范围较广;巷道围岩应力分布的差异性及其演化分区性是造成此类巷道变形剧烈且巷道持续底鼓的重要原因．研究成果为综放开采护巷煤柱宽度合理选择、巷道合理支护及维护、巷道围岩稳定性控制和安全生产提供了理论依据．     

特厚煤层综放沿空煤巷煤柱宽度及控制研究

为探究特厚煤层综放沿空煤巷窄煤柱的合理宽度,以某矿8305工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场实践相结合的方法,通过内外应力场理论、极限平衡理论和沿空巷道煤柱帮的支护条件确定煤柱宽度的合理范围为5.4～9.9 m,根据数值模拟不同宽度煤柱的水平零位移面和垂直应力峰值分布规律确定煤柱的合理宽度为6 m,并提出针对性围岩控制技术。结果表明:沿空巷道在掘进和回采期间顶底板移近量、实体煤帮和煤柱帮的变形量较小,围岩控制效果良好。     

特厚煤层沿空掘巷煤柱宽度优化及巷道支护设计

针对麻家梁煤矿特厚煤层14205工作面煤柱宽度优化问题,采用FLAC3D软件研究了不同煤柱宽度下巷道的应力分布特征与围岩变形特征,确定合理的煤柱宽度为7～12 m,对14205辅运顺槽支护方案的选型设计,确保了工作面安全回采,提高了矿井资源利用率.     

特厚煤层综放工作面小煤柱留设技术研究

挖金湾煤矿开展了特厚煤层综放工作面小煤柱留设技术研究,确定了8102沿空巷沿空侧煤柱宽度为8 m。实践效果表明,小煤柱留设技术具有改善沿空巷道应力集中的效果,使得巷道处于低应力区,避免了矿压显现导致的巷道变形、冒顶、底鼓问题,减少了宽煤柱导致的煤炭资源损失。     

特厚煤层综放开采巷道布置研究

研究了提高特厚煤层采出率的一种方法。通过FLAC2D数值模拟软件分析了不同宽度煤柱内部应力与位移分布情况,分析Y方向应力和位移可知留小煤柱与宽煤柱对巷道起到保护的作用基本一致。通过在孟加拉国拉普库利亚煤矿1210工作面掘巷期间留5 m的小煤柱和30 m的宽煤柱进行实验,对比不同宽度煤柱范围电磁辐射数据和震动频谱证明5 m的小煤柱也能起到对巷道的保护,为特厚煤层提高回采率提供了新的思路。     

厚煤层综放工作面煤柱稳定性评价及控制技术

为解决厚煤层综放工作面区段煤柱失稳破坏问题,保障采掘工作正常接续,以韩城矿区桑树坪二号井3304工作面区段煤柱为研究对象,建立力学模型求解确定塑性区宽度,采用FLAC3D数值模拟研究工作面侧向支承压力分布规律,综合分析不同宽度区段煤柱主应力差分布特征,据此针对性提出区段煤柱补强支护方案,并开展工业性试验,试验回采期间巷道围岩收敛量均处于允许范围内。研究结果表明：在工作面前方,现有宽度为10m的区段煤柱稳定性较好,煤体具有一定承载能力,但在工作面推采后,仍不可避免存在大范围片帮问题,根据煤柱帮变形破坏特征,在原有支护参数基础上,提出巷道煤柱帮锚索补强支护,可有效减少巷道两帮收敛变形,实现巷道围岩稳定性及次生灾害的综合控制。研究结果对类似开采条件下综放工作面区段煤柱稳定性控制具有一定参考价值。     

特厚煤层大小煤柱综放工作面实施效果分析

以同忻矿三盘区8309大煤柱工作面、8305小煤柱工作面为研究对象,通过分析比较留设大煤柱和留设小煤柱时,临空巷在掘进待采期间和工作面回采期间的矿压显现,得出小煤柱开采在临空巷矿压治理、资源回收率、矿井服务年限延长及整体经济效益方面存在的优势。     

朔南矿区特厚煤层小煤柱巷道围岩变形分析及控制技术研究

为了研究特厚煤层小煤柱巷道围岩变形因素,降低围岩变形对安全回采的影响,以14203-1小煤柱工作面为研究对象,分析了小煤柱巷道地质构造、原岩应力特征、采动影响、煤柱留设等影响因素,确定了小煤柱巷道围岩变形的制约因素.通过对工作面回采过程中采取的围岩控制技术效果分析,找到了以加强巷道顶部支护为前提,断层注浆加固、优化超前...     

倾斜特厚煤层区段煤柱尺寸及分区围岩控制研究

为确定倾斜特厚煤层综放工作面沿空掘巷区段煤柱的合理尺寸,以孟家窑煤矿11503综放工作面沿空掘巷为工程背景,基于倾斜煤层基本顶破断之后的岩层结构,建立倾斜煤层工作面“大、小结构”力学模型,推导出适合小结构布置区域的低应力场范围表达式,并通过“尖点突变”理论分析区段煤柱发生失稳突变的充要条件。采用FLAC^3D模拟不同尺寸煤柱的受力及围岩变形规律。研究表明：受到煤层倾角和基本顶关键块回转挤压的影响,煤柱内部破坏形式主要为剪切破坏,破坏区域主要集中在其上部偏向采空区位置;随着煤柱宽度的增大,在沿空掘巷小范围内上覆岩层压力由实体煤承担逐渐转向由煤柱承担;结合应力场、位移场和塑性区变化情况,最终确定煤柱的合理尺寸为15 m。通过分析不同采掘阶段沿空巷道围岩应力分布和演化特征,提出适合不同阶段的围岩控制方案。结合现场工程实践表明,15 m煤柱宽度及围岩控制方案能够满足巷道稳定性要求。     

特厚煤层综放沿空巷道煤柱合理宽度与巷道支护研究

以马道头煤矿8201工作面为研究背景,采用理论计算推导出采空区侧向基本顶破断位置计算公式,得出8201工作面侧向基本顶位于煤壁内6.42m处破断,结合采空区侧向支承压力分布曲线和工作面地质生产条件,确定窄煤柱宽度为8m;利用FLAC3D模拟软件分析沿空巷道掘进后巷道变形特征,结果表明:在8m宽窄煤柱条件下,沿空巷道表现...