巨厚煤层窄煤柱沿空掘巷及围岩控制研究

沿空掘进巷道必须使巷道处于合理的支护状态,才能保证安全生产。以某矿C3-5号层二盘区8204工作面巨厚煤层综放工作面小煤柱留设为背景,通过理论分析计算了沿空掘巷小煤柱合理宽度,针对综放回采巷道围岩的变形大、支护难等特点,提出合理支护方案。通过对巷道围岩变形情况进行分析,得出综放工作面沿空掘巷的围岩控制措施与6m宽窄煤柱沿空掘巷综放开采方案是可行的。     

综采工作面动压巷道煤柱宽度优化及支护方法研究

针对李家楼煤业1206综采工作面动压巷道煤柱尺寸留设大及巷道变形严重问题,采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合的方法,研究了1206工作面动压巷道煤柱宽度优化及支护方法,确定煤柱宽度为10 m,并提出动压巷道顶板采用“锚杆+金属网+W钢带+锚索”联合支护,两帮采用“锚杆+金属网+钢筋梯子梁+煤柱帮锚索”联合支护方法。现场实践表明,巷道稳定性较好,实现了工作面安全高效开采,且多回收15 m区段护巷煤柱。     

南阳坡煤矿3号煤层区段煤柱合理宽度研究与实践

针对高强度开采工作面区段煤柱合理宽度留设问题,以南阳坡煤矿3号煤层8701工作面为工程背景,综合应用理论分析、数值模拟与现场试验相结合的研究方法,研究了工作面区段煤柱合理宽度及围岩联合支护技术。通过理论方法计算出3号煤层区段煤柱的宽度应大于13m,并利用数值模拟的方法对比分析不同宽度煤柱受力与塑性区变化情况,综合考虑巷道稳定性及安全高效开采等因素,确定煤柱合理宽度为18m;提出采用锚杆及锚索补强联合支护系统进行巷道支护,现场监测表明18m煤柱下巷道围岩控制效果好,为类似条件下巷道布置提供了有益借鉴。     

东周窑煤矿8103工作面护巷煤柱宽度分析及支护技术应用

为保障8103工作面5103巷掘进期间围岩的稳定,采用理论分析的方式进行护巷煤柱宽度的分析.基于煤柱塑性区计算模型推导得出侧向支承压力应力降低区范围为5.2～7.8 m,结合5103巷的具体情况确定护巷煤柱宽度为6m.根据工作面赋存情况,设计巷道采用锚网索支护方案,顶板及两帮均采用锚杆+锚索支护.在巷道掘进期间进行矿压...     

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。     

孤岛工作面区段煤柱留设及支护参数优化

禾草沟煤矿50113工作面是501盘区东翼两侧跳采所形成的孤岛工作面。煤岩体应力集中,上覆岩层存在多层厚硬砂岩顶板关键层。该工作面受顶板破断、顶板自重及煤柱宽度留设不当等影响可能发生冲击动力现象。针对50113孤岛工作面可能存在的冲击危险,采用数值模拟、理论分析以及现场实践确定合理的煤柱留设宽度,降低孤岛开采应力集中程度;同时对巷道支护参数的防冲能力进行验算,根据验算结果制定合理的巷道加固方案,确保巷道支护强度满足防冲能力;通过留设合理煤柱宽度、加固支护强化巷道防冲能力,有效降低工作面冲击危险程度,保证工作面的安全开采。     

千米深井综放工作面小煤柱护巷参数设计

针对千米深井强矿压煤层条件巷道支护难题,以新河煤矿3#煤层综放工作面开采实践为基础,模拟分析了宽度为5 m的小煤柱沿空掘巷侧向支承压力及煤柱应力分布规律,分析计算了合理的巷道断面尺寸及支护参数,进行了工作面超前支承压力及小煤柱应力分布规律的现场监测分析。研究结果表明:沿空巷道掘进后小煤柱应力分布呈现两侧压力降低、中间压力增高的趋势,工作面超前支承压力峰值位于工作面前方约20 m处,采空区侧超前支护范围应大于30 m,确定沿空巷道断面尺寸为4.5 m×3.8 m,小煤柱留设尺寸、巷道断面及支护参数满足巷道围岩控制要求。     

浅埋深厚煤层护巷煤柱合理尺寸研究

为减小护巷煤柱宽度,提高盘区采出率,在分析受采动影响的203工作面回采巷道矿压显现特征的基础上,针对浅埋深巷道矿压显现不明显的实际情况,通过理论计算,得出隆德矿2~#煤层合理的护巷煤柱宽度为8.3~12.2 m;采用FLAC3D数值模拟分析了护巷煤柱宽度为8 m、10 m、12 m、16 m时的巷道围岩变形和塑性区分布规律。分析结果表明,随着煤柱宽度的增加,巷道围岩变形量减小,煤柱更加稳定,但当煤柱宽度超过12 m时,加大煤柱宽度对维护巷道的稳定作用并不明显,最终确定护巷煤柱宽度为12 m。现场实践表明,煤柱留设宽度减至8 m后,仍可满足下一工作面安全开采要求。     

灰岩顶板巷道小煤柱尺寸确定及支护技术研究

辛置煤矿东四左翼采区开采10号煤层,基本顶为K2灰岩,为提高资源回收率,工作面间留设小煤柱。在地质力学参数测试和分析的基础上,理论分析和数值模拟确定了工作面合理小煤柱尺寸,设计了高预紧力锚杆锚索巷道支护方案,进行了现场试验。试验结果表明,6 m小煤柱设计宽度合理,巷道围岩应力较低;掘进期间锚杆锚索预紧力高主动支护效果好,锚杆锚索受力稳定,回采期间巷道两帮变形量可控,能满足工作面安全、高效开采的需求。     

中厚煤层留窄煤柱沿空掘巷支护技术研究

为了减少综采工作面沿空掘巷煤柱的煤炭损失量并保证支护效果,以南梁煤矿3-1煤层30100工作面辅助运输巷为研究背景,采用理论分析、数值模拟及现场实测的综合研究方法,对南梁煤矿综采工作面煤柱的最小宽度及其支护方案进行了研究。研究表明:在巷道埋深为100 m、采高为2 m、窄煤柱采空区侧巷道煤帮的支护强度为0.25 MPa时,窄煤柱采空区侧基本顶断裂线位置深入煤壁2.53 m,这也是采空区影响窄煤柱稳定的塑性区宽度;在采空区影响窄煤柱的塑性区宽度为2.53m、窄煤柱帮锚杆的有效长度为1.5 m、巷道埋深为100 m时,根据极限平衡理论确定出南梁煤矿3-1煤层30100工作面窄煤柱宽度为5 m;针对宽5 m的窄煤柱,确定巷道支护方案为窄煤柱侧锚杆支护、顶板锚杆与锚索联合支护、实体煤侧不支护的支护方案及其合理支护参数,窄煤柱侧的巷帮锚杆为16 mm×2 000 mm、间排距900 mm×1 000 mm、锚固长度600 mm,每排布置3根锚杆;巷道顶部采用20 mm×2 200 mm型左旋螺纹钢锚杆(间排距1 000 mm×900 mm,每排5根)与15.24 mm×6 000mm型锚索(排距为2.0 m)联合支护。现场实测表明,该方案能够满足巷道掘进和工作面回采的安全要求,值得在条件类似的矿井中推广。     

孤岛工作面回采巷道合理煤柱宽度探究及应用

以河南能源焦煤公司赵固二矿二盘区里侧孤岛工作面为工程背景,通过理论计算得到工作面上侧屈服煤柱合理宽度不小于6.6 m。采用数值模拟软件FLAC3D对孤岛工作面应力分布进行分析,建立煤柱宽度分别为4,6,8,10,12,14,16,18,20 m的数值计算模型。分析不同煤柱宽度下巷道围岩的变形特征,结果表明：当煤柱宽度为4 m时,巷道围岩变形最大,煤柱宽度为20m时,围岩变形量最小。为了提高煤炭资源回采率,数值模拟分析确定合理的煤柱宽度为8～10 m。实际工程应用表明,煤柱宽度设计为3～5 m,采用“锚网索+钢筋梯+槽钢梁+喷、注浆”联合支护技术能有效控制巷道围岩的大变形,满足安全生产的要求。     

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.     

沿空掘巷煤柱合理宽度及薄喷密闭技术研究

针对综放开采煤柱护巷效果不佳、围岩变形量大、采空区侧瓦斯溢出等问题，以建新煤矿4209工作面回风巷为工程背景，根据极限平衡理论计算出煤柱的合理宽度为7.8～9.0 m，并利用FLAC3D软件探究不同煤柱宽度下的巷道围岩塑性区发育规律、应力分布特征、变形情况，综合分析得出煤柱最佳宽度为9 m。基于模拟结果及薄喷密闭原理，结合现场实际条件，设计了巷道支护及薄喷密闭方案。实践结果表明：采用9 m煤柱和薄喷密闭技术后，4209工作面回风巷整体围岩变形量较小，且瓦斯浓度明显降低，满足工作面安全高效生产的需求。     

基于煤柱应力实测的沿空掘巷煤柱宽度留设与围岩控制技术

针对复合顶板沿空巷道煤柱合理尺寸难以确定及支护困难等问题,以泊江海子矿3-1煤层一面三巷布置的工作面为工程背景,采用理论分析和现场实测的方法,研究工作面回采后煤柱应力的分布规律。现场实测结果表明,工作面回采后煤柱应力沿侧向可分为低应力区和高应力区,低应力区距采空区边缘距离为14.5m,高应力区距采空区边缘距离为14.5～20m,最大应力峰值为29MPa,考虑到煤层裂隙发育、煤壁片帮等因素,综合确定沿空掘巷煤柱宽度为9m。同时结合具体地质条件进行沿空掘巷支护方案设计及矿压观测,巷道支护实践表明,试验巷道采用所确定的煤柱宽度及锚索网支护参数后,巷道围岩稳定,实现了工作面安全高效开采。     

中厚煤层沿空掘巷煤柱合理宽度分析及支护技术研究

为保障14-1105工作面回采巷道围岩的稳定,综合采用应力降低区宽度、应力强度双因素、宽高比优化和有效锚固体宽度四种方法进行煤柱合理宽度的分析,确定合理煤柱宽度为6 m,结合工作面的地质条件确定巷道采用锚网索支护,设计顶板划分为浅部基础层、中部承载层和深部强化层分别进行支护,煤柱帮采用柔性锚杆补强支护。结果表明:支护方案实施后,围岩变形量小,保障了围岩的稳定。     

对采对掘合理煤柱宽度及围岩控制技术研究

针对矿井对采对掘巷道支护难题,以俄霍布拉克煤矿1404工作面及1406材料道为工程背景,应用弹塑性极限平衡理论,得出工作面侧向支承压力分布规律,进而通过数值模拟分析对采对掘条件下不同区段煤柱宽度塑性区分布规律,确定合理区段煤柱宽度为18 m;基于对掘巷道不同阶段差异化的应力环境,将巷道分为侧向动压影响阶段与侧向压力稳定阶段,提出分段让压支护技术,优化支护参数并进行工业性试验。监测结果表明,该煤柱宽度与支护技术有效控制了对掘巷道围岩变形量,保证了矿井安全开采,为类似条件下煤柱宽度留设及支护设计提供了参考。     

厚层复合顶板孤岛工作面小煤柱沿空掘巷围岩控制技术

通过理论分析、数值模拟,研究了孤岛工作面塑性区及垂直应力分布情况,确定出工作面预留煤柱合理宽度为8.0 m,模拟了不同支护方案下巷道围岩塑性区分布情况。结合锚索梁钢带及注浆联合支护方案、矿山压力观测数据,分析了孤岛工作面小煤柱沿空掘巷的矿山压力显现特征,可为后续孤岛工作面沿空掘巷围岩控制提供一定的参考。     

林西矿1793工作面区段合理煤柱宽度与围岩控制技术研究

为保障林西矿1793工作面回采巷道围岩的稳定,根据工作面赋存特征,采用UDEC数值模拟软件对不同区段煤柱宽度进行了模拟分析,确定了区段煤柱的合理宽度为9 m,结合邻近工作面开采经验和模拟结果,对回采巷道支护方案进行了设计。现场试验结果表明,工作面回采期间,巷道顶底板及两帮最大移近量分别为169 mm和202 mm,保障了巷道围岩的稳定。     

豹子沟矿10203工作面运输顺槽小煤柱护巷支护技术

针对豹子沟矿10203工作面小煤柱留设及回采巷道支护问题,现场观测分析了邻近10103回采巷道顶板岩层结构及支承压力规律,得出回采巷道为煤巷,围岩强度较低,工作面存在断层,区段煤柱应取在应力降低区8～10 m处。采用FLAC^3D数值模拟了10203工作面不同小煤柱宽度时掘进及回采期间围岩变形情况,确定10203工作面留设10 m的区段煤柱。优化支护后在10203工作面回采巷道进行了应用,在新支护参数下小煤柱总体比较稳定且回采巷道变形量较小,完全满足矿井安全生产需要。     

综采工作面间小煤柱补强支护技术

塔山矿试行小煤柱沿空开采,三盘区山4#层8311综采工作面与8312综采工作面相邻,面间留设6m小煤柱。回采8311工作面的过程中,受采动及采空区压力影响,2312巷部分区域矿压显现明显,出现底鼓、顶板离层等较大安全隐患。探索采用面间煤柱对拉锚索+巷道切顶的方式控制2312巷道变形,增强面间煤柱抗压强度,减小巷道压力,取得了显著的效果。