迎采巷道采动扰动下合理小煤柱宽度研究

为了解决回采面沿空掘巷在巷道服务期间,巷道变形剧烈、维护困难的问题,以王庄煤矿6208工作面运输巷沿空掘巷为研究背景,采用数值模拟和现场试验相结合的方法,进行了迎采巷道采动扰动下合理小煤柱宽度研究。结果表明,通过优化煤柱尺寸,在采动扰动条件下,利用小煤柱的合理留设可以改善围岩的应力环境,提高煤柱的稳定性,降低支护难度,增强巷道的安全可靠性。     

浅埋深特厚煤层小煤柱沿空掘巷强力支护技术研究

根据千树塔煤矿浅埋深特厚煤层地质条件,采用数值模拟并结合工程类比的方法,分析确定该煤矿沿空掘巷护巷煤柱宽度为8 m。提出了千树塔煤矿小煤柱沿空掘巷护巷的基本支护思路：保证围岩整体有足够的支护强度和刚度;薄弱部位进行重点控制;遵循控制效果与经济成本的合理平衡原则。提出了千树塔煤矿小煤柱沿空掘巷护巷高预应力强力支护技术方案并进行了现场实践,结果表明：运输巷道掘进期间围岩整体变形量在100 mm以内;工作面回采期间围岩最大变形部位为煤柱侧帮,最大位移量约为295 mm。实现了巷道掘进和工作面回采期间运输巷围岩的稳定与安全。     

采掘扰动对高应力厚煤层护巷煤柱的稳定性分析

针对沿空掘巷及本段工作面采掘扰动对高应力厚煤层护巷煤柱的稳定性影响问题，以陕西金源招贤煤矿1305工作面为工程背景，通过理论分析、数值模拟及现场实践的方法，分析了采掘过程中煤柱内应力演化及基本顶的破断规律，给出了基本顶初次及二次破断后的力学模型，分析了采掘过程中工作面前40 m范围内护巷煤柱的应力和弹塑性区分布规律。结果表明：工作面采掘致使基本顶破断形成的三角块结构是造成煤柱失稳的重要因素；风巷掘进期间，应力集中区与峰值应力主要分布在采空区侧煤柱内，巷道侧煤柱基本稳定；1305工作面回采期间，工作面前方20 m范围内煤柱应力叠加现象明显且塑性区宽度增加幅度较大，在30 m和40 m处煤柱应力分布规律与掘巷期间相似且塑性区宽度增加较小。综上表明，工作面采动对前方20 m煤柱的稳定性影响严重。现场实践证明合理的支护参数设计能有效控制巷道围岩的稳定性。     

迎采动面沿空掘巷围岩变形规律及控制技术

为解决迎采对掘窄煤柱护巷围岩变形大、支护困难的问题,以高平七一煤业9104工作面运输巷为例,采用现场调研、数值模拟和工业性试验相结合的方法,对迎采对掘期间巷道围岩变形规律、煤柱尺寸及相应支护参数的确定进行了研究。结果表明:随着煤柱宽度的增加,巷道围岩变形量及煤柱内的应力分布特征呈现出明显的差异性,并基于此确定了七一煤业9104工作面运输巷合理煤柱宽度为5 m;迎采对掘动压巷道围岩位移调整过程主要集中在掘进工作面和临近回采工作面相遇前方20 m至后方100 m处,此阶段的巷道变形量约占总变形量的70.5%左右。工业性试验研究表明:5 m窄煤柱护巷及优化后的支护参数,能够有效控制巷道围岩变形,基本保证了巷道在其服务年限内的正常使用。     

迎回采面沿空掘巷合理煤柱宽度确定及应用

采用理论计算、数值模拟相结合的方法,对平沟煤矿090203工作面回风巷道相向临近区段回采工作面掘进工程中,历经临近区段工作面倾向老顶活动全过程影响期间,护巷窄煤柱的合理宽度进行了研究,确定合理窄煤柱宽度为5m。将这一宽度应用于该工作面回风巷道迎采沿空掘巷实践,监测表明巷道断面收敛率为12.3%,巷道整个服务期间没有发生漏风渗水现象,巷道围岩维护取得良好的效果。采用这种方法来确定迎采沿空掘巷窄煤柱宽度是合理的。     

塔山矿8207工作面沿空掘巷围岩控制技术研究与应用

为保障8207工作面回采巷道沿空掘巷期间围岩的稳定,通过数值模拟的方式进行合理护巷煤柱宽度的分析,基于模拟结果确定沿空掘巷期间煤柱宽度为5 m,结合8207孤岛工作面的各项参数,设计巷道采用锚网索支护,采用理论分析设计各项支护参数,在巷道掘进期间进行围岩变形量的监测。结果表明:2207巷掘进期间,围岩变形量小,满足回采巷道使用要求。     

掘采全过程沿空掘巷小煤柱应力分布研究

基于理论分析、FLAC3D数值模拟及现场工程实践的方法,研究了不同宽护巷煤柱沿空掘巷掘采全过程的应力场分布规律,分析了煤柱宽度对沿空掘巷煤柱和实体帮应力演化的影响。提出确定沿空掘巷合理煤柱宽度时,不仅需考虑掘巷扰动影响,还应将本工作面的超前采动影响作为一个重要影响因素。研究结果表明:仅考虑掘巷扰动影响时,沿空掘巷煤柱宽度应大于6 m,此时掘巷稳定后围岩变形量较小;当考虑超前采动影响时,煤柱增加到8 m后不仅对控制回采期间沿空掘巷两帮变形量的作用不再显著增加,反而会使顶底板变形量增大,因此合理的护巷煤柱宽度为8 m。     

综放开采沿空掘巷小煤柱宽度留设及支护技术研究

为合理确定区段小煤柱宽度及沿空巷道支护方式,以阳泉五矿8407综放工作面为例,基于采空侧基本顶断裂力学模型及围岩极限平衡理论,理论计算了合理煤柱宽度的上下限值,采用钻孔应力监测方法,对回采过程中煤柱内部应力分布进行了实测,进而确定沿空巷道支护参数。研究结果表明:沿空掘巷小煤柱宽度合理范围为9.03~11.80 m,取10 m为宜,煤柱侧0~3 m范围煤体发生塑形破坏、3~6 m范围为弹性核区、6~10 m范围靠近8409采空区承载能力弱,因而在8407回风巷掘巷期间采用锚杆+长短锚索一次支护,回采期间对煤柱帮进行3 m钻孔注浆加固二次支护,现场实测数据显示,8407回风巷沿空掘进期间围岩变形量较小,回采期间顶板、注浆加固煤柱帮、实体煤帮最大变形量分别为0.20、0.05、1.00 m,围岩变形处于可控范围,实现了综放工作面安全高效回采。     

亿隆煤业小煤柱沿空掘巷技术应用研究

为解决亿隆煤业采掘接替紧张的问题,设计在1-102工作面采用留小煤柱沿空掘巷技术,且在1-101工作面回采期间进行沿空巷道的掘进,采用理论分析、数值模拟等方法,确定合理的护巷煤柱宽度为5.0 m,距临近工作面+48～-105 m范围内为采动影响剧烈区段,据此设计沿空巷道的掘进时机和加固范围,现场应用后矿压监测结果表明,掘巷期间顶底板相对移近量为0.341 m,两帮移近量为0.265 m,围岩位移量在合理范围内。     

迎采动面沿空掘巷围岩控制技术研究

以兴胜煤矿0913回风巷道掘进工程为背景,采用数值模拟的方法,分析了采动影响条件下窄煤柱沿空掘巷围岩控制技术,提出了科学的支护方案,有效控制了迎采工作面沿空掘巷围岩变形,缓解了矿井采掘接替紧张。0913工作面回风巷在迎采动工作面沿空掘巷条件下技术经济效益显著,不仅给兴胜煤矿以后类似条件下巷道掘进带来宝贵的经验,而且给周边矿井甚至全国类似条件煤矿迎采动沿空掘巷提供了难能可贵的技术参考。     

确定迎采动面巷道停掘位置

为了解决部分矿井采掘接替紧张的问题,在上区段工作面回采时,在采空区边沿留下窄煤柱进行下区段所需巷道的掘进,就是所谓的迎采动面沿空掘巷。以山西大同某矿采区为例,2207为其轨道顺槽,2205为上一区段的运输顺槽,用FLAC~(3D) 模拟迎采动面巷道的停掘位置。     

高应力巷道回采期间锚索注联合支护技术研究

沿空掘进巷道因为小煤柱围岩结构稳定性较差,煤层强度低,裂隙发育,且处于邻近工作面采空区塌陷影响范围之内,所以采动矿压显现明显,围岩变形严重,巷道维护困难。提出了采用桁架锚固后喷注浆加固的锚索注联合支护方案,通过3239综采工作面风巷回采期间工程实践验证,该技术应用效果较好。     

沿空掘巷窄煤柱应力及围岩变形规律研究

以南庄煤矿大巷煤柱回收为工程背景,利用数值模拟,研究了不同沿空掘巷窄煤柱宽度的应力变化和围岩变形规律,研究表明:掘进期间,护巷窄煤柱宽度增大导致其内部的应力集中系数增加;回采期间,宽度较大的窄煤柱,由于煤柱承载能力较强,能够承受较高超前支承压力,其中的围岩应力增幅很大。结合煤柱变形和隔离采空区作用,煤柱回收工作面沿空巷道煤柱宽度取5 m比较合适。     

采动影响下煤柱巷道布置优化研究

为进一步研究厚煤层上区段工作面回采后巷道的布置层位和护巷煤柱的宽度,以山西省某矿6208运输巷为工程背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法。在采动影响下,理论计算煤柱宽度的值为7 m并分析煤柱应力分布的特点。利用UDEC数值软件模拟分析不同煤柱宽度下,巷道分别沿煤层顶板、底板掘进布置时其顶底板、实体煤帮、煤柱帮以及巷道一侧煤柱内部的变形和应力分布规律;得出巷道层位不同,最优的煤柱宽度也不同。相比宽煤柱下,窄煤柱对煤柱巷道具有相当的稳定效果,更有利于煤炭资源的节约和回收。在可允许变形条件下,最终确定试验巷道沿煤层底板掘进,其护巷煤柱宽度为7 m,围岩控制效果良好。     

近采空区残留小煤柱巷道掘进支护技术研究

燕子山矿302盘区5210巷在掘进过程中与8212已采工作面采空区预留煤柱相遇,巷道掘进至煤柱附近时,受到采空区压力及采动压力的影响,矿压显现剧烈,顶板破碎严重,煤壁大面积片帮,原有的支护方式难以有效控制巷道变形,针对这一难题,提出"锚杆+锚索+W钢带+JW钢带+钢护板+护帮锚索+金属网联合支护"工艺,有效缓解了增压区巷道变形,提升巷道顶板及巷帮稳定性,确保工作面安全生产。     

沿空掘巷窄煤柱应力及围岩变形规律研究

以大巷煤柱回收为工程背景,利用数值模拟,研究了不同沿空掘巷窄煤柱宽度的应力变化和围岩变形规律。研究表明:掘进期间,护巷窄煤柱宽度增大导致其内部的应力集中系数增加;回采期间,宽度较大的窄煤柱,由于煤柱承载能力较强,能够承受较高超前支承压力,其中的围岩应力增幅很大。结合煤柱变形和隔离采空区作用,煤柱回收工作面沿空巷道煤柱宽度取5 m比较合适。     

受采动影响时沿空掘巷煤柱合理尺寸的数值模拟研究

本文利用UDEC3.1软件对综放工作面沿空掘巷煤柱合理尺寸性进行模拟。不同尺寸煤柱条件下受采动影响沿空掘巷围岩变形和应力分布特点表明无论巷道掘进期间还是沿空掘巷受采动影响期间,巷道围岩变形量都随着煤柱宽度的增大而减小,但煤柱宽度增大到一定程度时巷道围岩变形量基本相差不大。     

特厚煤层迎回采面沿空掘巷区段煤柱宽度研究

以新疆俄矿5104回风巷在5102工作面未回采完毕提前掘进的情况下,出现回风巷迎回采工作面掘巷的问题为例,基于弹性核理论计算了区段煤柱宽度合理范围,运用数值模拟软件FLAC3D采用循环开挖的方式对迎采动掘巷条件下不同宽度煤柱的应力分布和位移进行了对比分析。结果表明:8~20m宽煤柱内应力呈现双驼峰状,4m和6m宽煤柱应力呈现单驼峰状;回风巷顶底板及两帮变形速率在煤柱宽度4~8m区间最大,在8~20m范围趋于平缓。综合考虑煤柱的黏弹塑性流变的时间效应,确定合理煤柱宽度为12m。在此基础上,提出高阻让压、加强底角、重点补强围岩控制技术,现场试验表明:该方案有效地控制了围岩的变形,保证了回采与掘进的正常进行。     

斜拉锚索支护技术在沿空掘进巷道中的应用

随着陈四楼矿开采产能的逐年加大,采掘接替日趋紧张,需要提前沿空掘巷,形成回采系统。沿空掘进的巷道既受采空区压力又会受到回采工作面动压的影响,巷道的稳定较为困难,尤其是靠近采空区一侧煤柱变形非常严重。针对这一问题,提出了斜拉锚索支护技术,即在轨道巷煤柱侧巷帮内向顶板安装40°仰角、长6.5 m锚索,向底板安装30°俯角、长3.0 m锚索,采用该方案后轨道巷支护效果良好,实现了安全回采。     

东周窑煤矿8106工作面沿空掘巷围岩控制技术研究与应用

为保障5016巷沿空掘巷时围岩的稳定,通过FLAC3D数值模拟软件进行沿空掘巷窄煤柱合理宽度的分析,通过分析巷道掘进期间煤柱和围岩变形规律,确定合理煤柱宽度为6 m,根据巷道的地质条件,设计巷道采用锚网索支护方案,巷道顶板采用全锚索支护,煤柱帮采用锚杆支护,回采帮采用锚杆+锚索支护,在巷道掘进期间进行围岩变形量的监测分析。结果表明:支护方案实施后,巷道掘进期间顶底板和两帮移近量的最大值分别为98 mm和168 mm,围岩控制效果较好。