动压条件下深井孤岛面顺槽煤柱合理宽度确定

针对丁集煤矿1412(1)综采面实际地层情况,分析了沿空巷道煤柱的作用机理,建立了动压条件下深井孤岛面顺槽煤柱合理宽度的计算数值模型。通过分析煤柱宽度分别为6,8,10m 3种条件下覆岩层稳定阶段和动压影响阶段的围岩应力分布,煤柱采场及巷道围岩塑性区分布情况,得出当煤柱宽度为6 m时,煤柱上的应力峰值及应力集中系数最小。     

深井动压巷道围岩控制研究

以深井受2次回采动压影响14103辅运巷为研究背景,通过围岩地质力学测试及2次工作面回采动压影响下煤柱内部应力观测,得出巷道受上区段工作面采后及本工作面超前采动应力影响较大;留设55m煤柱,并采取适当支护方式,可有效控制巷道围岩变形,保证矿井安全生产。     

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。     

采动应力下回采巷道煤柱尺寸设计研究

以某矿井3~#煤层和某矿井3-5~#煤层为工程背景,通过强度和极限平衡理论分析结合数值模型方法,研究了回采巷道煤柱不同尺寸对回采巷道围岩应力及塑性区分布特征的影响规律。理论分析及数值模拟结果表明：采动应力及不同煤柱尺寸对巷道围岩塑性区变化规律具有显著影响。一次采动引起的煤柱应力分布曲线呈现为不对称的单峰形态;二次采动使煤柱应力分布表现为“猫耳状”的双峰曲线。根据理论计算得到煤柱可以保持稳定的临界宽度为29.2 m,煤柱宽度大于29.5 m时,煤柱实际承受的载荷不会超过极限载荷,煤柱不会失稳。根据计算机数值模拟得到的合理煤柱宽度为30 m;综合得出矿井的合理煤柱尺寸宽度为30 m。     

深井动压巷道群围岩应力分析及煤柱留设研究

为了深入研究深井动压巷道群及其硐室围岩应力分布及其变形破坏特征,基于采动支承应力在煤层底板及前方的传递规律,采用FLAC数值模拟软件对不同开采条件下深部集中动压巷道围岩进行了模拟分析,结果表明深部集中巷道群在单侧工作面开采保留80m煤柱时,受采动影响不大.而两侧先后回采后,巷道群位于开采形成的孤岛煤柱内,受集中采动应力叠加影响,应力集中系数增大,巷道破坏程度加强,同时岩性的不同对巷道稳定性也有很大的影响.对于未采工作面提出了合理的煤柱尺寸,成功的指导了工程实践,为类似条件下的巷道群围岩控制和提高煤炭回收率具有借鉴和指导意义.     

平煤十三矿沿空掘巷窄煤柱留设及支护技术应用实践

窄煤柱留设尺寸及围岩支护控制关乎沿空掘巷的成功与否,也是煤矿安全生产的关注重点。为摸清沿空掘巷煤柱留设尺寸与围岩运动特征之间的规律,设计合理的支护参数,以平煤十三矿现场实际需求出发,采用数值模拟的手段模拟分析了不同煤柱尺寸下围岩运动特征,结合理论计算确定了沿空掘巷窄煤柱合理留设尺寸,设计了动压巷道支护参数,并模拟分析了巷道支护控制效果,最后将设计的围岩控制方案进行了现场应用及围岩观测。研究结果表明:平煤十三矿工况条件下沿空掘巷窄煤柱留设尺寸为5m时,巷道断面收缩率最小;提出的组合支护方案参数设计合理可行,现场观测受采动影响巷道断面收缩率控制在15%以内,围岩控制效果较好。研究成果能够为类似工况条件下煤矿工程施工提供可鉴经验。     

动压巷道区段煤柱合理留设宽度研究

为了确定受工作面采动压影响下的区段煤柱尺寸,提高煤炭资源采出率,以付村煤矿3上403,405巷道为背景,采用理论计算和数值模拟的方法,建立了考虑中间主应力影响的三维离散元模型,探讨了支护参数优化后煤柱宽度分别为3、5、7、9、11 m下的巷道围岩变形和支承压力分布规律。研究结果表明:理论计算得到煤柱留设尺寸应为3.25～3.85 m;数值分析显示沿空侧煤帮变形量随煤柱的宽度的增加先减小后增大再减小,在煤柱宽度为5 m时达到最小值;煤柱内的支承压力呈单峰分布且峰值大小且随煤柱宽度的增大而增大,煤柱宽度小于5 m时峰值应力小于原岩应力;动压巷道可以留设在距离煤帮0～6 m的应力降低区内,区段保护煤柱最优宽度为3.0～5.0 m。经现场实践,在高预应力让压锚杆支护体系下留设3 m煤柱,取得了良好的围岩控制效果,为类似情况下合理煤柱宽度的选择提供参考。     

煤柱尺寸优化与注浆锚索加强支护研究与应用

针对矿井深埋藏且资源枯竭的现状,以干河煤矿2-301联巷护巷小煤柱留设尺寸及围岩加强支护方式为研究对象,通过采场超前支承压力数值模拟、采场周期来压力学原理及井下实际矿压数据综合分析确定煤柱合理尺寸为8 m;利用注浆锚索围岩控制技术进行围岩加固,制定了注浆锚索加强支护方案,并进行井下现场试验。试验结果表明：注浆锚索围岩控制技术对8 m小煤柱且采动影响区巷道围岩变形控制效果较好,达到围岩整体变形小于120 mm目的,提高了资源采出率,为矿井今后小煤柱护巷的推广使用提供依据。     

孤岛煤柱巷采合理煤柱尺寸与超大断面巷道支护技术研究

针对古书院煤矿濒临枯竭的3号煤层孤岛煤柱回收巷采支护困难的情况,采用数值模拟和现场实践的方法,进行了孤岛煤柱巷采合理煤柱尺寸留设和超大断面巷道锚杆支护技术研究;结果表明,当煤柱尺寸留设为7m及以上时,煤柱应力、位移、塑性区处于稳定阶段;经历多次采动影响煤柱节理裂隙发育,采用高预紧力强力锚杆支护可阻止有害裂隙的发展,保持锚固体的完整性和自承载能力.现场试验表明,巷道变形较小,锚杆支护控制住了围岩变形,满足了安全生产要求.     

寺河矿西采区大采高工作面合理煤柱尺寸留设研究

主要以晋城寺河矿西采区首采面巷道间的煤柱留设为工程背景,深入分析大采高工作面煤柱尺寸对巷道围岩稳定性的影响,数值模拟工作面动压影响的范围和时空演化规律,进而确定西采区首采面巷道间的煤柱宽度为35m。在井下进行煤柱留设试验,监测从掘进到回采结束全过程的煤柱受力,评价煤柱留设效果。井下试验表明,寺河矿W1301工作面采用宽度35m的煤柱时巷道锚杆支护效果良好,围岩完整、稳定。煤柱应力监测工作验证了数值模拟的合理性,进一步提高了煤柱设计的可靠性。