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。     

坚硬顶板下沿空留巷巷旁充填体合理宽度优化研究

巷旁充填体宽度是沿空留巷体系的一个重要参数,决定着留巷体系的稳定。不同顶板条件下,巷旁充填体具有不同的合理宽度。根据沙曲煤矿沿空留巷的工程地质情况,对坚硬顶板条件下沿空留巷巷旁充填体合理宽度优化进行研究,采用理论计算确定充填体宽度范围在(1.65m,3.75m)内,通过数值模拟选择合理宽度值为3.0m,并通过工程实践对确定的充填体合理宽度值进行验证,工程实践中留巷体系整体变形量小,能够保证留巷具有有效的使用断面,留巷能够成功。分析表明:在坚硬顶板条件下,巷旁充填体宽度具有一定的选择范围,在该范围内选择合理的巷旁充填体宽度能够有效降低留巷体系的变形量,提升留巷体系的稳定性,该种方式确定的坚硬顶板条件下沿空留巷巷旁充填体合理宽度能够运用于类似条件矿井。     

浅埋煤层沿空留巷巷道稳定性分析

基于榆家梁煤矿沿空留巷工作面矿压观测,分析了浅埋煤层沿空留巷的巷帮充填体稳定性。通过FLAC~(3D)数值模拟,研究了不同巷旁充填体宽度的巷道稳定性的影响区域,确定43308工作面的合理充填宽度为1 m,支护实践取得了良好的效果。     

薄煤层石灰岩顶板巷旁充填沿空留巷关键参数研究与应用

以南屯煤矿3602工作面巷旁充填沿空留巷为工程背景,对薄煤层石灰岩顶板巷旁充填沿空留巷关键参数进行研究。通过室内试验测试石灰岩顶板的物理力学性质,并分析留巷过程中石灰岩顶板垮落形式,建立巷旁充填沿空留巷切顶力学模型,确定薄煤层石灰岩顶板巷旁充填沿空留巷的关键参数为巷旁充填体的切顶阻力和宽度,并给出相应的切顶阻力计算式。研究结果表明:当直接顶厚度远大于煤厚时,巷旁充填体应具有足够的切顶阻力和适当的宽度,满足直接顶在采空侧被整体切落的要求。研究成果在现场实践中成功应用,对于巷旁充填沿空留巷技术在薄煤层开采中的推广应用具有重要借鉴意义。     

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。     

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。     

综放沿空留巷巷旁充填体宽度对其稳定性影响规律试验研究

综放沿空留巷具有煤层厚、留巷断面大、顶板为煤层等特点,这些特点导致综放沿空留巷围岩变形量大,因此需要研究留巷的稳定性及围岩的应力应变规律。采用大比例尺相似模拟试验台对王庄煤矿综放沿空留巷进行相似模拟,通过分析顶板断裂位置、端头不放顶煤长度、充填体的宽度、顶板和两帮的变形,确定合理的相关参数,以达到充填体稳定、留巷效果好的目的。     

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。     

特厚煤层综放沿空留巷巷旁充填体宽度优化

巷旁充填体的合理留设是综放沿空留巷技术成功实施的核心问题。基于综放开采顶板岩层断裂运移规律和关键层理论,建立了综放沿空留巷围岩结构力学模型及充填体合理支护阻力计算公式,结合五阳煤矿回风巷生产技术条件,确定了充填体合理支护阻力。采用数值模拟方法,进一步分析了不同充填宽度下留巷围岩塑性区和位移场变化规律,认为充填体宽度为2.5 m时充填体稳定性较好,现场留巷变形较小可控,效果理想。     

中厚煤层沿空留巷充填体宽度的确定

针对中厚煤层沿空留巷充填体宽度的确定,以某矿实际地质情况为工程背景,通过FLAC3D数值模拟软件,分析不同宽度下沿空留巷围岩变形规律。结果表明:随着充填体宽度的增加,巷道顶板下沉量降低,充填体承载能力增强,能够尽快切断采空区一侧顶板,使巷道趋于稳定。     

我国沿空留巷支护技术发展现状及改进建议

以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景,探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理;构建沿空留巷围岩力学结构模型,计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度,并通过FLAC^3D软件模拟、现场监测验证了充填体宽度和强度的合理性。研究结果表明：孤岛煤柱工作面沿空留巷采用高水充填材料巷旁充填技术,以充填袋成形方式进行充填,可使充填体有效接顶;采用“锚杆锚索联合支护+巷旁充填体”方式进行煤柱中巷支护时,合理的充填体宽度为4.0 m,应力达到8.0 MPa时巷道变形趋于稳定。现场监测结果表明：23下工作面开采30 d内,煤柱中巷最大顶板下沉量不超过50 mm,充填体帮部变形不超过40 mm;回采结束后30 d内,顶板下沉量不超过20 mm,充填体帮部变形量最大为348 mm,煤帮变形量较小,最大处为150 mm,沿空留巷效果良好。

     

韩家湾煤矿切顶卸压沿空留巷技术应用

为进一步提高煤炭资源回收率,以韩家湾煤矿214201工作面应用沿空留巷开采技术为背景,为确保工作面成功留巷,在工作面实施爆破切顶卸压技术实践。结合煤层顶底板岩石物理力学性质,通过理论分析与现场试验确定切顶卸压爆破技术参数,在实施爆破切顶前采用恒阻大变形锚索加强切顶侧顶板支护,之后采用爆破切缝技术定向切顶卸压。现场监测结果表明,爆破切顶卸压之后,顶板能够按照预定的方向切缝,在工作面回采过程中,通过对留巷支护参数及形式的设计,最终所留巷道效果明显,达到了沿空留巷的目的。     

柠条塔煤矿大采高工作面切顶沿空留巷围岩变形机理研究

以柠条塔煤矿大采高工作面预裂切顶沿空留巷为工程背景,采用有限元数值模拟方法分析预裂切顶对沿空留巷围岩应力分布的影响。介绍了沿空留巷支护和爆破施工参数,根据围岩表面位移、顶板离层、恒阻锚索受力、液压支架工作阻力监测数据,分析了从开始留巷到变形稳定矿压显现规律。现场试验表明:切顶卸压自动成巷技术能够切断采动应力传递路径,明显降低了浅埋大采高工作面沿空留巷围岩受到的动压扰动,有效抑制了巷道围岩变形,成巷断面尺寸满足生产要求。     

深孔爆破切顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究

为了在山西省南阳煤矿３２０７工作面顺利实施沿空留巷无煤柱开采,在靠近巷旁支护墙 的采空区侧进行超前深孔爆破预裂顶板,通过数值模拟计算和现场工业试验,进行了深孔爆破切 顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究。 以南阳煤矿３２０７工作面运输巷沿空留巷为背景,构建了 数值模拟计算模型,计算了留巷的顶、底板位移和墙体、煤帮的位移,分析了留巷围岩的应力分布 与变化。 数值计算表明,切顶后沿空留巷围岩应力和位移的减小幅度较大,围岩稳定性显著提 高。 现场工业试验研究表明,深孔爆破切顶能有效地消除悬臂梁顶板对留巷围岩的旋转挤压破 坏,有助于沿空留巷结构保持稳定和完整。     

深部岩体力学研究与探索

针对深部沿空留巷顶底板移近量大、充填体大变形破坏失稳等问题, 采用数值模拟和现场实践相结合的方法, 分析了传统沿空留巷和切顶卸压协同承载沿空留巷围岩应力演化规律和变形特征, 揭示了切顶沿空留巷充填体—矸石协同承载机理。在此基础上,以朱庄煤矿Ⅲ635工作面沿空留巷为工程背景, 提出了一种巷旁充填体—矸石组合结构体协同承载的切顶卸压沿空留巷技术, 建立充填体—矸石协同支撑顶板力学模型、推导出顶板挠度方程, 并进行工程应用。数值模拟结果表明：采用切顶卸压协同承载沿空留巷技术后, 实体煤帮和充填体的垂直应力峰值分别降低了28.3%、44.4%, 巷道顶底板移近量降低了58.2%。现场应用结果表明：采用该技术后, 顶底板和两帮移近量分别为382.9、253.6 mm, 工作面支架平均支撑力下降了45.3%, 有效控制了巷道变形。可为类似条件下沿空留巷围岩控制提供参考。

     

新义煤矿切顶留巷技术应用研究

为解决新义矿采掘接替紧张的问题,采用切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术在该矿进行切顶留巷试验研究。首先,介绍切顶留巷技术原理、工艺流程及切顶留巷关键技术;其次,结合该煤矿工程地质条件,采用理论分析计算和现场爆破试验等方法,得出顶板预裂切缝高度为15 m、切缝角度为10°、锚索长度为10 m和7.3 m交叉使用等关键参数与技术,单孔最优装药结构为7＋6＋5,孔间距300 mm。留巷稳定后,顶底板最大移近量为400 mm,监测结果表明:切顶卸压条件下,留巷效果满足生产需求。     

水力压裂基本顶沿空留巷顶板变形特征研究

摘 要：为探究水力压裂基本顶沿空留巷对巷道顶板及巷旁支护体顶部变形的影响,本文以榆家梁矿43308运输顺槽沿空留巷水力压裂基本顶工程为背景,采用FLAC3D数值模拟方法对水力压力前后沿空留巷顶板与巷旁支护体顶部的变形特征进行了分析,结果表明：沿空留巷顶板下沉量呈现由煤壁处向支护体处逐渐增大的趋势,巷旁支护体顶部变形量呈现由沿空留巷处向采空区处逐渐增大的趋势,均呈现“倾斜”特征。水力压裂基本顶前后,沿空留巷顶板平均下沉量由10.7 mm减小到7.23 mm,而巷旁支护体顶部平均变形量由16.82 mm减小到9.13 mm,沿空留巷顶板下沉量与巷旁支护体顶部变形量分别降低32.43%和45.72%。现场实测结果显示,水力压裂基本顶沿空留巷的巷道顶板下沉量与巷旁支护体顶部变形分别维持在20 mm~25 mm和60 mm~65 mm之间。水力压裂基本顶沿空留巷技术在榆家梁矿的成功应用,为其他类似矿井或工作面提供了一定的借鉴意义。     

定向爆破技术在沿空留巷中的应用

为解决平煤二矿煤层顶板坚硬而导致回采巷道围岩较难控制的问题,采用D型聚能管定向断裂爆破技术,通过理论分析定向断裂爆破技术原理、现场试验、钻孔窥视等手段,研究了D型聚能管定向断裂爆破技术对控制沿空留巷围岩变形中的积极作用,确定了平煤二矿沿空留巷中合理的爆破、装药等工艺参数,并进行了现场工业性试验。结果表明：采用D型聚能管定向断裂爆破技术可以达到定向爆破的目的,切顶预裂成缝效果良好,能够有效切断沿空留巷中的基本顶,提高巷道自身的承载力,保障动压影响期间留巷围岩稳定,提高沿空留巷支护的可靠性和安全程度,有利于安全生产,对于同类条件下矿井聚能预裂爆破参数的选择有一定的工程参考价值。     

切顶卸压无充填沿空留巷技术在神火集团的研究与实施

针对柔模混凝土、高水充填沿空留巷存在支护材料成本较高、人员占用多及后期修巷工程量较大等问题,根据何满潮院士的"110工法",依托聚能水压光面爆破技术,结合采空区上覆岩层垮落规律和采空区的压力显现规律,在实验室进行了"巷道底板岩层应力分布区域"技术研究;掌握了巷道原岩应力区、应力集中区、卸压区、应力恢复区4个区域的分布地点和受力状况;总结出切顶卸压无充填沿空留巷技术的技术原理,并制定了无充填留巷技术的支护方案。利用切顶卸压无充填沿空留巷技术,留巷断面、支护强度符合相关要求,生产成本大大降低,经济社会效益较为显著。