特厚煤层综放工作面合理区段煤柱宽度研究

以斜沟煤矿23110综放工作面合理的区段煤柱宽度留设为背景,通过理论计算和FLAC~(3D)软件建立模型,研究上区段23112工作面及下区段23110工作面回采时,不同区段煤柱宽度下煤柱的应力分布情况,确定了23110综放工作面的区段煤柱宽度为20 m.现场23110工作面的回风顺槽内布置的钻孔应力计测点数据显示,23110综放工作面回采过程中20 m宽煤柱内支承压力曲线呈现"马鞍型",煤柱中部的弹性核宽度大于2倍采高,可保证该综放面的安全回采。     

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。     

特厚煤层综放面区段煤柱合理尺寸研究

根据金庄矿8203特厚煤层综放面实际,采用理论分析、数值模拟以及现场实测相结合的方法确定了区段煤柱合理宽度。理论研究了煤层厚度、应力集中系数、煤层强度对煤柱宽度的影响,确定区段煤柱宽度应大于23 m。采用FLAC3D模拟了煤柱宽度为16 m、20 m和24 m时,其两侧工作面开采过程中煤柱内塑性区和应力分布及变化规律,模拟结果表明煤柱宽度为16 m、20 m时,在两侧工作面回采的过程中,塑性区将会贯通煤柱;当煤柱宽度增加到24 m时,塑性区没有贯穿整个煤柱,煤柱内部存在8 m宽的弹性区。现场实测表明左侧工作面回采过程中煤柱破坏宽度为5 m左右,右侧工作面回采阶段煤柱破坏宽度为15 m,故首采工作面采用30 m宽的煤柱尺寸偏大,同理本研究也为后续工作面选择合理的区段煤柱尺寸提供了指导。     

特厚煤层综放工作面区段煤柱宽度优化研究

为了提高资源回收率和防止煤柱失稳诱发冲击地压,在特厚煤层综放工作面区段留设合理煤柱宽度。首先采用极限平衡理论计算煤柱留宽应大于19 m;其次,通过数值模拟得到4种不同宽度煤柱的塑性区分布范围,初步得到煤柱合理宽度为20 m;最后,通过现场实测法对煤柱的侧支承压力、巷道表面位移和锚杆(索)应力进行监测,结果进一步表明,煤柱宽度为20 m时中部存在一定宽度的弹性核,此时巷道和围岩变形小,煤柱较稳定。从经济效益和回采安全的角度考虑,某矿合理区段煤柱宽度应为20 m。     

厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度优化研究

厚煤层放顶煤开采实践中,区段煤柱留设宽度与巷道围岩的稳定性相关性极大,区段煤柱留设较小时巷道围岩稳定性较差,受回采影响易发生巷帮外挤、顶板冒落等事故,而煤柱宽度留设过大则造成资源极大浪费。以高河煤矿西一盘区为工程背景,理论分析了巷道围岩变形大的原因,采用数值模拟的方法研究了采空区侧向的应力分布特征、位移变形规律、破坏特征。现场监测数据表明,工作面超前90 m范围外围岩变形缓慢,巷道顶底板及两帮最大变形量均小于50 mm,超前工作面90 m的影响范围内,巷道受到超前集中应力影响而变形剧烈;巷道顶、底板移近量最大为848 mm,两帮移近量最大为583 mm,区段煤柱优化后,巷道变形较优化前有了显著的降低,巷道顶、底板移近量降低了43.76%,两帮移近量降低了35.93%,综合考虑资源回收、巷道稳定性、次生灾害控制等因素,确定厚煤层综放工作面区段煤柱宽度为32 m。     

特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度的微地震监测

采用高精度微地震监测系统对塔山煤矿采高15 m以上特厚煤层综放工作面岩层运动进行了监测,将监测结果与岩石力学计算和岩层运动分析相结合进行分析,得到了区段煤柱支承压力高峰区距离巷帮的距离.将微地震监测与数值计算的结果进行对比,二者基本一致,证明了微地震监测结果的正确性和可靠性.综合考虑多种因素,确定区段煤柱的合理宽度为20～25 m.     

特厚煤层综放开采区段煤柱合理尺寸研究

为了减少综放工作面煤炭资源损失,进一步对煤柱资源进行回收,围绕区段煤柱合理留设这一难题,以山西某矿9-10-11号煤层二采区为工程背景,对该矿工作面合理区段煤柱尺寸进行了研究。理论计算结果表明,工作面区段煤柱合理宽度不应低于18.4 m,采用数值模拟方法,对7种煤柱留设方案进行了对比分析,最终确定区段煤柱宽度为20 m,能够实现煤炭资源回收,并保证巷道安全稳定性。     

浅埋特厚煤层综放开采区段煤柱合理宽度的确定

针对串草圪旦煤矿浅埋特厚煤层综放开采区段煤柱合理宽度的确定问题,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合,研究了浅埋特厚煤层开采采动支承压力分布规律,区段煤柱的受力分布特征,以及煤柱塑弹性区域分布状态,得出了工作面合理区段煤柱宽度范围。保证了工作面的安全生产,提高了煤炭资源的回收率。     

厚煤层综放工作面区段煤柱合理留设宽度研究

开采安全性和采出率一直是困扰厚煤层开采的重要矛盾。为保证开采安全,需要预留煤柱以及合理布置锚杆参数,而厚煤层的开采除了综合放顶,在顶板条件允许的情况下,可分层开采。本研究考虑顶板锚杆排间距、预留煤柱宽度、煤层分层开采厚度等3个因素,及其对煤炭开采过程中的交互影响作用,通过正交试验设计得到三者的最优组合参数,预留煤柱宽度15m、顶板锚杆排间距2200mm、煤层分层开采厚度3.5m。研究结果及方案设计可为相似煤炭开采情况提供帮助。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷区段煤柱合理宽度确定

为了增强沿空掘巷巷道的稳定性,提高资源回采率,以大同矿区塔山煤矿8204工作面为研究背景,对沿空掘巷留设区段煤柱的合理宽度进行了研究。首先对特厚煤层综放工作面在沿空掘巷情况下区段煤柱的合理宽度进行了理论分析,然后采用FLAC3D数值模拟软件建立了采空区一侧不同宽度区段煤柱的力学模型,通过模拟结果表明:区段煤柱的宽度在5~10 m时,巷道处于低应力区,支护相对稳定。最后将理论计算和数值模拟相结合,同时参考塔山矿综放工作面矿压显现规律及微地震监测得出的相关结论,综合考虑巷道跨度大、隔绝采空区瓦斯等安全因素,确定了特厚煤层综放工作面沿空掘巷留设区段煤柱的合理宽度为8 m。     

特厚煤层综放工作面区段煤柱宽度优化及应用研究

斜沟煤业特厚煤层综放开采区段煤柱宽度为35m,为提高资源利用率欲对区段煤柱宽度进行优化,通过理论计算分析及数值模拟研究表明,23111工作面合理的区段煤柱宽度为8.6～44.4m,最为合理的区段煤柱宽度为15m,在实际生产中23111运输巷沿空掘巷煤柱宽度为15m,23111工作面回采期间对煤柱进行钻孔窥视,二次采动影响下,回采侧煤柱松动破坏的深度约为7.0m,煤柱完整性和承载能力较好,且巷道的变形量在安全可控的范围内,区段煤柱优化为15m取得了良好的应用效果和经济效益。     

巨厚煤层综放开采区段煤柱合理留设宽度研究

区段煤柱的合理留设对确保矿井安全生产与煤炭资源的合理利用意义重大。为确定不连沟煤矿巨厚煤层工作面区段煤柱的合理留设宽度,以F6201工作面为例,采用数值模拟软件FLAC模拟了不同宽度下区段煤柱周边应力分布及变形量,并分析数值模拟的结果,得出区段煤柱留设宽度为17.5~22.5 m时煤柱的变形量小,稳定性较高。通过监测工作面侧向支承压力,验证了该结论。     

特厚煤层综放面小煤柱留巷煤柱宽度设计

根据兴隆庄煤矿3302综放面的具体情况,对影响煤柱宽度因素进行了分析,提出了小煤柱留巷方案。工业性试验结果表明,该工作面采用小煤柱留巷,巷道顶板稳定,锚杆及锚索参数合理,试验取得了很好的效果。     

厚煤层综放面区段煤柱中布有巷道的煤柱宽度优化研究

以陕西彬长矿区大佛寺矿608工作面为依托,对工作面区段煤柱中存在巷道的煤柱计算方法进行研究。应用数值模拟软件建立相应的计算模型,分析了煤柱宽度不同时对煤柱中塑性区的影响以及煤柱中间开挖巷道与不开挖巷道时煤柱中塑性区的变化情况,结合理论计算结果进行分析,建议煤柱宽度由60m优化到52m,灌浆巷距离两条工作面巷道净距均为23.7m。     

特厚煤层区段合理煤柱宽度留设研究

肖家洼煤矿211304工作面材料顺槽受邻近综放工作面高强度采动影响,巷道矿压显现剧烈,20 m区段煤柱宽度下动压巷道围岩控制困难,严重制约安全高效开采。利用FLAC3D数值模拟软件分析211304工作面采动周边支承压力分布及5种不同区段保护煤柱的围岩应力和位移演变规律,得出合理煤柱宽度为30 m,并在211305工作面进行工业实践。现场矿压观测211305材料顺槽底鼓量最大为165 mm,顶板下沉量最大为55 mm,两帮移近量最大为110 mm,经受过211304工作面回采影响后,巷道变形量较小,有效地控制了巷道围岩变形。     

厚煤层综放开采区段煤柱合理尺寸研究

以经坊煤业3-707工作面为工程背景,采用理论计算和数值模拟的方法,对区段煤柱尺寸进行了研究。结果表明,理论计算工作面区段煤柱合理宽度应不低于23.7 m,数值模拟确定区段煤柱宽度为25 m,能够保证巷道安全稳定性,理论计算和数值模拟基本吻合。     

厚煤层综放工作面区段煤柱合理尺寸研究

基于弹塑性理论、数值模拟及工程类比,确定山西某矿厚煤层区段煤柱留设尺寸应在20-30m。采用现场应力和巷道围岩变形监测,数据表明当煤柱留设30m,在工作面推进过程中,煤体内应力分布存在一定的弹性核宽度,围岩变形也被控制在一定变形范围内,说明研究结果是合理的,也为相似厚煤层综放工作面区段煤柱留设问题提供了宝贵的经验。     

综放工作面区段煤柱合理宽度优化研究

为了合理确定兑镇煤矿工作面区段间的煤柱宽度,在保证巷道支护稳定前提条件下,减小煤柱宽度,提高煤炭采出率,通过对现场采集的煤层及顶底板煤岩样进行了煤岩体的物理力学参数测试,采用FLAC3D数值分析软件,建立了工作面回采过程中不同宽度区段煤柱的力学模型,对比分析了3种不同煤柱宽度时围岩应力、变形及塑性区分布规律的差异。结果表明：16 m宽的煤柱可以较好地减小工作面推进过程中煤体的应力集中程度、塑性区范围及侧向位移,减少煤柱宽度,最终确定了区段煤柱合理的宽度为16 m,工作面实现安全回采。