采空区及煤柱下不同位置巷道稳定性分析

以嘉乐泉煤矿9号煤二采区及上覆8号煤采空区为背景,研究了下层煤巷道所受到近距离上覆煤层采空区及煤柱的影响。运用FLAC3D有限元软件分析了下层煤回采巷道与上覆煤层采空区及煤柱的水平、垂直相对位置不同时巷道周围的应力分布特征、屈服破坏范围及稳定性。研究表明:位于采空区下的区域为应力降低区,随着与采空区垂直距离增加应力逐渐增大,位于煤柱下的区域为应力升高区,在一定范围内随着距离增加应力逐渐减小。巷道应尽量布置在采空区下应力降低区,同时应内错采空区7 m以上,如遇特殊地段则要加强支护。     

近距离煤层群窄煤柱下应力分布及巷道布置北大核心

针对近距离煤层群窄煤柱下的应力分布及巷道布置问题,采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法对窄煤柱下部煤岩层的应力分布特征进行分析。研究表明:受相邻工作面顺序回采的影响,煤柱上覆岩层向后回采工作面侧回转,导致支承应力峰值向后回采工作面一侧偏移,煤柱支承应力呈不对称分布;受支承应力影响,煤柱下部煤岩层应力分布表现出与支承应力对应的不对称性,不对称程度随煤柱宽度的减小而升高。结合实际工程案例,根据下部煤层底板垂直应力及主应力差分布,同时考虑到应力不对称分布的影响,最终确定了下部煤层回采巷道位置。     

水平应力对近距离下煤层回采巷道位置的影响

为了确保近距离煤层下煤层回采巷道围岩稳定性,以蔡家沟煤矿近距离4号和5号煤层实际地质条件为背景,通过运用数值模拟试验,对下煤层工作面回采巷道稳定性造成影响的应力分布进行了研究,结果表明,回采巷道合理位置选择过程中不单要考虑巷道布置在"应力降低区"内,还要考虑水平应力对其的影响,对于5101工作面而言,回采巷道应在距离上煤层煤柱边缘20 m以外位置。     

上覆煤层煤柱下采掘工作面应力分布规律研究

针对回采巷道布置在上覆煤层煤柱下的空间特点,利用FLAC3D数值模拟软件对老石旦煤矿031604综放工作面和031604工作面对接巷道以及上覆的9#、12#煤层的煤柱应力集中区的应力分布情况进行研究,通过数值模拟对上覆煤层煤柱下采掘工作面应力分布规律进行了详细的研究分析,并采取了针对性的防范措施,保证了工作面的安全高效地回采。     

上覆煤层煤柱下采掘工作面应力分布规律研究

针对回采巷道布置在上覆煤层煤柱下的空间特点,利用FLAC3D数值模拟软件对老石旦煤矿031604综放工作面和031604工作面对接巷道以及上覆的9#、12#煤层的煤柱应力集中区的应力分布情况进行研究,通过数值模拟对上覆煤层煤柱下采掘工作面应力分布规律进行了详细的研究分析,并采取了针对性的防范措施,保证了工作面的安全高效地回采。     

近距离下部煤层回采巷道合理位置确定

为研究燕子山矿近距离下部煤层回采巷道的布置,通过理论计算对上部4号煤层4216、4218双侧采空遗留区段煤柱建立力学模型,明晰遗留区段煤柱主应力差在其底板的传递规律;应用FLAC3D数值软件模拟上部区段遗留煤柱在底板不同深度垂直应力、水平应力及主应力差的分布特征,分析了主应力差与应力降低区因素对巷道合理内错距离的影响。结果表明,巷道应布置于低主应力差环境,避开主应力差峰值区域,下煤层水平距离上部煤柱边缘30 m位置时,垂直应力接近原岩应力,平均主应力差值小于1.24 MPa,且主应力差变化率较低;最终确定下煤层工作面回采巷道采用内错30 m布置。现场实践证明,在该错距下巷道围岩变形较小,能够保证矿井安全、高效生产。     

近距离下煤层巷道布置位置对应力场影响模拟分析

为确定近距离煤层上煤层开采后下煤层巷道的合理位置,采用数值模拟的方法,假定上下煤层间距为8 m,分别模拟巷道距上煤层煤柱中心位置为0 m、5 m、10 m、15 m、20 m、25 m、30 m和35 m时的应力场垂直应力和水平应力分布。结果表明:煤柱下方为垂直应力集中区,巷道应尽量布置在采空区下方距离煤柱中心线15～30 m的位置;从水平应力的角度考虑,要将巷道布置在距离煤柱中心线15 m以外。综合垂直应力和水平应力对下煤层巷道布置的影响,确定下煤层巷道布置位置在距离煤柱中心线15～30 m之间比较合理。     

近距离煤层回采巷道布置合理位置研究

以木瓜矿为工程背景,揭示了上覆煤层开采后煤柱下方围岩应力分布规律,研究表明,距离上覆区段煤柱垂直距离越小的区域,内部应力集中程度越高,集中范围越小。模拟了煤层间距为2 m和10 m条件下,上覆区段煤柱下回采巷道的合理位置。提出了回采巷道采用高预紧力锚杆配合单体支柱的超前支护方案,现场实践效果良好。     

近距离煤层群上煤层区段煤柱合理宽度研究

针对近距离煤层群上煤层留设的区段煤柱在煤柱下方形成一定区域的应力增高区,下煤层回采巷道受集中应力影响维护困难、严重影响正常生产这一难题,结合新柳矿地质条件采用UDEC2D数值计算及现场实测研究了煤柱下方底板集中应力分布特征,分析了下煤层回采巷道的布置方式对巷道围岩变形的影响,研究表明:上煤层残留煤柱越大,底板应力集中系数越大;在上煤层残留煤柱集中应力影响和本煤层工作面采动引起的应力重新分布耦合作用下,回采巷道顶底板及两帮移近量接近2000mm,巷道变形破坏严重。提出把巷道布置在采空区下方应力降低区内,减少本煤层区段煤柱宽度以及加强巷道超前支护可保证下煤层巷道稳定。     

近距离煤层回采巷道合理布置及支护技术研究

为了确定炭窑坪矿近距离煤层回采巷道合理布设位置,对上位4号煤层开采底板破坏深度进行理论计算,判定了下位5号煤层位于上位4号煤层开采损伤破坏范围内;采用FLAC3D数值模拟软件对单侧和双侧采空区遗留煤柱底板应力分布特征进行分析,结果表明遗留煤柱下方为应力增高区,外错遗留煤柱10～40 m范围为应力降低区,且外错遗留煤柱1...     

近距离煤层煤柱下巷道合理位置的确定

为确定西铭矿下部9号煤层49401工作面回采巷道的合理位置,文章通过理论分析和数值模拟的方法,分析了上部遗留煤柱对底板岩层的破坏范围,探究了不同外错距离条件下的下煤层回采巷道的围岩变形特征,确定了下煤层回采巷道与上煤层遗留煤柱外错距离,主要得到如下结论：通过建立上煤层遗留煤柱的底板破坏模型,得到底板岩层最大破坏深度与最大水平破坏范围分别为7.55m和4.91m;随着下煤层回采巷道与上煤层遗留煤柱外错距离的增加,下煤层回采巷道的顶底板移近量与两帮移近量均呈现逐渐减小的趋势;综合考虑下煤层巷道围岩的顶底移近量和两帮移近量的变化趋势,最终确定下煤层回采巷道与上煤层遗留煤柱外错距离为15m。研究结果为其他近距离煤层煤柱下巷道合理位置的选择提供一定的参考性。     

上覆区段煤柱下回采巷道合理煤柱宽度研究

针对补连塔煤矿1^-2煤层遗留煤柱下22305工作面开采时造成相邻工作面煤柱巷道变形破坏等难题,根据煤层开采条件,采用理论分析、数值模拟、现场实践等手段对上覆遗留区段煤柱下回采巷道的合理煤柱宽度进行了研究。结果表明：遗留煤柱下底板应力环境特征的改变和下层煤层采动影响的共同作用造成相邻工作面煤柱巷道的变形破坏;对煤柱底板应力传递规律进行分析,得出回采巷道的布置与遗留煤柱的的最小水平距离为28.6m;数值模拟结果表明,遗留煤柱下存在应力增高区,煤柱两侧边缘处的应力高于原岩应力,表明遗留煤柱的影响范围远大于其煤柱宽度;下层煤开采后打破原遗留煤柱的应力影响区域,但对相邻回采巷道的冲击影响巨大,最后确定合理的煤柱宽度为30m时能最大限度节省煤炭资源和维护回采巷道的稳定。     

近距离煤层不规则遗留煤柱下回采巷道围岩稳定性研究

针对近距离煤层不规则遗留煤柱下回采巷道稳定性差、支护困难等问题,以内蒙古某矿20314辅运巷为工程背景进行研究。根据近距离煤层实际开采条件,采用FLAC~(3D)软件模拟研究了上下煤层工作面回采后不规则煤柱下巷道垂直应力变化规律。研究表明:近距离上下煤层工作面回采后,在采空区之间遗留形成的三角型边角岩层区域出现垂直应力集中现象;遗留煤柱下的巷道受到本煤层工作面侧向支承压力与上部残留煤柱支承压力的双重影响,垂直应力大于巷道两帮煤体抗压峰值强度,则巷道出现破坏。     

采空区下极近距离煤层回采巷道合理位置的研究

采用数值模拟和场论分析的方法研究了嘉乐泉8#煤采空区下极近距离9#煤层回采巷道合理位置的选择问题,结果表明:8#煤残留煤柱支承压力使底板岩层中应力非均匀分布,其垂直应力σz的非均匀分布是巷道围岩的稳定性的主要影响因素;回采巷道应布置在采空区下垂直应力σz的应力降低区,以及巷道受力均衡区;嘉乐泉9#煤回采巷道布置在距8#煤残留煤柱边缘水平距离15 m的采空区下,经嘉乐泉煤矿9101工作面的回采实践证明了巷道布置的合理性。     

工作面上覆煤柱载荷及煤柱爆破效果分析

工作面上覆残留煤柱给煤矿安全生产带来严重的安全隐患,在回采过程中极易引发煤岩动力灾害。本文理论计算了宽度不同、两侧顶板跨落方式不同的两条煤柱载荷,并应用弹性力学理论计算了煤柱载荷传递至下覆煤层对应煤柱位置的应力大小;采用FLAC~(3D)数值模拟技术模拟了上覆煤柱爆破前和爆破后工作面内对应煤柱位置的垂直应力分布特征,通过矿压监测系统监测液压支架在周期来压期间和非周期来压期间支护阻力的平均值。由数值模拟和现场实测结果可知:煤柱爆破后工作面内对应煤柱位置的垂直应力有明显的降低,工作面回采过程中没有出现来压异常等煤岩动力现象。因此,煤柱预裂松动爆破技术可以有效治理由上覆煤柱而诱发的工作面回采过程中的煤岩动力灾害,切实保证工作面的安全回采。     

近距离煤层协同机理对下层煤巷道位置的优化

近距离煤层的上层煤回采导致下层煤所处的应力环境复杂,回采巷道位置选择成为制约煤层安全回采的技术难题。通过数值计算研究了近距离煤层开采时下层煤内部应力分布及应力变化率演化规律,分析了下层煤内部应力变化率与上煤层残留煤柱尺寸之间的关系,提出了通过设计初期优化上层煤保护煤柱尺寸提供下层煤的回采和巷道维护时空先决条件,实现了上下煤层安全高效回采的协同机理。从应力变化率、应力集中程度和采区整体设计三方面对下层煤回采巷道位置进行了优化,验证了在上层煤残留煤柱正下方布置回采巷道的可行性。研究结果成功应用于现场工程实践。     

某矿近距煤层回采巷道围岩控制研究

为研究某矿近距煤层回采巷道围岩控制方法,针对某矿近距煤层遗留煤柱下伏的2~#煤回采巷道围岩变形大、难控制等特点,通过理论计算和数值模拟,研究了1~#煤回采后的遗留煤柱对其下伏煤岩体的应力影响范围,确立了遗留煤柱下伏2~#煤层回采巷道合理布设位置,优化了巷道支护方案,并对优化前后的现场监测数据进行了分析。研究结果表明:①煤层遗留煤柱向下伏煤岩层传递的应力以煤柱中心线为中心呈对称分布,由浅至深,传导应力逐渐降低,且随着应力衰减速度变缓,衰减范围逐渐增加;②在下伏煤层中布置巷道时,应尽量将巷道布置在遗留煤柱扰动应力影响范围外;③巷道围岩支护方案应综合煤岩力学性质和围岩应力环境来制定。     

近距离煤层开采合理巷道布置方法研究

为了研究近距离煤层开采合理巷道布置方法,以平沟煤矿为工程背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对遗留煤柱稳定性及其煤柱下应力分布特征进行了研究,进而确定了合理巷道布置位置。研究结果表明:20 m煤柱宽度所受均布载荷为4 MPa,小于煤柱的强度10.8 MPa,上部9号煤层工作面回采过后遗留的煤柱依然稳定;煤柱下垂直应力大小受上层煤遗留煤柱影响较大,巷道错开距离由15 m增加至19 m时,巷道位移平均降低量达59.4%,巷道错开距离由19 m增加至21 m时,巷道位移平均降低量达17.8%.确定巷道合理错开距离为19 m。     

依据矿压规律合理确定煤柱宽度

由于5号、6号煤层为近距离煤层,5号煤层工作面开采后留设的区段煤柱对下覆煤层形成高应力区域,使位于煤柱下方6号煤层工作面回采和掘巷时支护难度增加,所以确定合理的煤柱宽度,对开采下覆煤层提供有力技术资料。     

采空区下方近距离回采巷道合理布置及支护对策研究

安家岭二号井煤矿11号煤层为矿井新开采煤层,由于其上部9号煤层与之相距较近,煤层开采接替时间短,因此11号煤层的回采巷道将受上部煤层开采的影响,为避免巷道变形破坏严重,须合理布置巷道位置,经过理论分析回采引起的采场周围支承压力的分布与煤柱作用下底板岩层内的应力分布,结合实践综合比较了两种巷道布置方案,最终将回采巷道布置在采空区下方并与上部遗留的保护煤柱错开合理的距离,采取锚网索支护,取得了良好的效果.