采空区矸石压缩特性对临空煤柱影响模拟研究

基于不同压实程度下,矸石堆提供的支撑反力不同从而影响临空煤柱的稳定性这一事实,主要研究了矸石压缩的体积模量与压实率关系,利用FLAC3D数值模拟软件建立地层模型,在考虑到矸石区弹性模量变化的情况下,分析了不同压实率下,煤柱的应力分布规律,以及矸石堆的应力特征。在矸石与煤柱不同位置设置监测线,结果表明:随着矸石压缩率增加大,矸石堆应力回弹期逐渐缩短,而煤柱上垂直应力回弹速度也增快,同时煤柱应力峰值减小,但不同压实率下,煤柱竖直方向上不同位置应力变化趋势均基本相同。     

浅埋煤层走向煤柱对支承压力影响的数值模拟研究

为研究浅埋煤层走向煤柱对近距离下部煤层工作面开采时支承压力的影响,运用FLAC3D软件对大柳塔煤矿21306工作面进行数值模拟。结果表明:当煤层埋藏较浅,对工作面开采带来的影响不大,但如果煤层间距变小或随着采深加大,影响的程度则会加大。     

应用FLAC软件对煤柱稳定性影响因素的模拟

应用二维程序FLAC3.3模拟了不同煤柱宽度下巷道的位移场与应力场,以及破坏范围,得出了煤柱尺寸与巷道变形的关系曲线。采用三维程序FLAC3D建立了大型数值计算模型,分析了煤柱宽高比对煤柱稳定性的影响及在采动系数为2时,不同煤柱宽度对煤柱稳定性的影响。     

基于FLAC3D的小单元矸石充填条带煤柱保护方法研究

条带煤柱在覆岩集中应力的作用下易发生塑性破坏,从而减小有效支撑宽度,影响条带煤柱的稳定性,进而对覆岩稳定产生影响.针对以上问题,提出一种小单元矸石充填的条带煤柱保护方法.以陕西某矿条带开采为地质背景,通过FLAC3D数值模拟,研究不同充填宽度对条带煤柱的保护效果.研究表明:随着充填宽度的增加,应力集中区域明显减小,集中...     

煤柱支承压力影响下巷道围岩控制技术

上位煤层回采后留下的残余煤柱会在下位煤层造成应力集中带。在布置巷道时候,传统的做法的避开并保持一定水平距离。然而有些巷道不可避免的布置在煤柱下方,这就给巷道围岩控制带来了难题。为此,以山西龙门塔煤矿为工程背景,采用Flac3D分析了煤柱引起的区域应力场和位移场分布特征,具体研究了煤柱正下方9205运输巷的围岩控制思路和技术。为类似条件下巷道围岩控制提供了借鉴依据。     

锯齿状煤柱下工作面支承压力的分布特征

为了研究锯齿状煤柱下工作面支承压力的变化规律以及分布特征,采用FLAC3D5.0数值模拟软件对锯齿状煤柱下工作面推进到不同位置时煤体垂直应力场进行了模拟。通过对工作面推进过程中走向支承压力、倾向支承压力动态演化特征分析得出:受锯齿状煤柱宽度的变化以及煤柱集中应力的影响,煤柱下工作面的应力主要集中在两端,其中三角形区域最为明显,在煤柱最窄处形成叠加应力。     

深井回采巷道底鼓变形与支承压力关系分析

为了研究深井回采巷道底鼓变形与支承压力之间的关系,以铜川玉华煤矿2407工作面回风巷道为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场观测相结合的方法进行分析研究。通过建立巷道底板等效载荷力学分析模型,推导出在支承压力作用下巷道底板最大底鼓量的表达式。通过FLAC^3D模拟软件模拟计算得到不同煤柱宽度条件下巷道煤柱侧及煤壁侧的垂直应力分布,从有效避开采动影响的角度考虑,当煤柱宽度为25 m时,支承压力对巷道底鼓变形影响最小。现场观测结果表明:在采动影响下巷道两侧帮部塑性区呈不对称分布,煤柱侧帮部塑性区范围比煤壁侧帮部塑性区范围大。研究成果可为相似地质环境下巷道底鼓的分析提供参考。     

超前支承压力对断层活化影响的数值分析

应用FLAC-3D对工作面前方的移动支承压力对断层活化的影响作用进行分析,研究结果表明:在断层上盘回采过程中,随工作面推进,断层周围的垂直应力和剪应力发生剧烈变化,在距离断层带45m时,断层已完全活化;支承压力对断层上下盘岩体位移量也产生显著影响,且断层上盘的应力和位移变化量明显大于断层下盘应力和位移的变化量。     

关键层影响下采空区侧向覆岩结构及合理煤柱宽度研究

为了解决郭家河煤矿区段煤柱留设宽度问题,通过分析上覆岩层的岩性,研究关键层影响下的采空区侧向覆岩结构,确定在使用大煤柱护巷条件下的合理区段煤柱的最小尺寸,并在现场进行试验验证。结果表明区段煤柱尺寸为35m能够保证下一区段的回采巷道保持较稳定状态,确保了工作面安全回采。     

上覆煤柱下工作面支承压力分布特征

为研究上覆煤柱下工作面开采支承压力动态变化规律及分布特征,采用FLAC3D软件对下煤层工作面由采空区下向上煤层煤柱下推进过程中煤体垂直应力场进行了模拟。通过对工作面推进过程中走向支承压力、倾向支承压力的动态演化特征分析得出:当工作面在采空区下向煤柱下推进时,随着工作面不断接近煤柱边缘,走向支承压力分布形态由"双峰"变为"单峰",且峰值不断增大。     

矿井水库煤柱坝体力学性能分析

为研究矿井采空区地下水库煤柱坝体在井下作业环境中的力学性能变化以及变形情况,以李家壕煤矿为研究背景,采用实验室相似模拟和FLAC^3D数值模拟的方法,首先,将取自李家壕煤矿3-1煤层的煤样按照ISRM加工成标准试样,试样按照一定时间周期浸水处理,对其进行力学性能分析实验;随后,采用数值模拟技术模拟煤柱坝体的实际作业环境,分析煤柱坝体力学性能和变形情况。研究得出:水对煤样有软化作用,随着浸水时间的增加煤样单向抗压强度、单向抗拉强度均有所下降,但并未出现规律性递减趋势;在软化作用和上覆岩层的压力的共同作用下,煤柱浸水面容易发生水平变形,变形随着时间的增长逐渐增大,靠近底板处的变形量最大,从而现场煤柱更容易遭到破坏。     

区段煤柱合理尺寸数值模拟研究

根据陕西秦源煤矿工程地质条件,通过建立FLAC3D数值模型,模拟分析了不同宽度的区段煤柱围岩破坏特征和垂直应力分布特征,结果表明:在煤柱承载能力范围内,随着煤柱宽度的减小,应力值逐渐增加,当达到承载能力极限时应力降低,煤柱破坏,失去承载能力。最终确定区段煤柱尺寸为13 m,为该矿后续煤层开采区段煤柱留设尺寸提供了依据。     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定

针对皖北煤电集团祁东煤矿71煤层,应用FLAC2D软件模拟综放沿空掘巷留设不同宽度煤柱时围岩位移和应力的大小,确定了71煤层相邻工作面区段沿空掘巷留设煤柱的合理宽度,对类似综放沿空掘巷合理位置的确定具有参考价值。     

王村煤矿煤柱稳定性和煤柱尺寸优化研究

采用实验室测试和数值模拟方法对王村煤矿护巷煤柱的稳定性进行了分析研究。通过煤样单轴抗压强度试验估算出煤体强度介于1.9~12MPa之间,煤样宽高比与其抗压强度有显著正相关关系,实验数据拟合了王村煤柱强度公式。通过数值模型分析可知,12m煤柱可以兼顾煤柱稳定性和提高采出率的要求,实际应用情况理想。     

旧采残留窄煤柱中掘进巷道数值模拟研究

以晋煤集团圣华煤业3#煤层复采工作面作为工程背景,应用FLAC3D数值模拟的方法对旧采窄残留煤柱中掘进巷道围岩破坏规律及其控制技术进行了研究。     

多次动压影响下的煤柱巷道围岩控制技术

针对岳城矿煤柱巷道受叠加应力、多次动压影响、围岩控制难度大、支护效果不理想等现状,提出了高压注浆配合强力锚索补强的综合加固方案。现场矿压监测结果表明,加固后的巷道围岩保持了较好的完整性,顶板下沉量、两帮移近量都控制在设计要求之内,说明该方案能够显著提高巷帮破碎围岩的整体塑性,确保巷道安全掘进。     

古书院矿煤柱回采工作面超前支承压力研究

通过对煤柱回采工作面运输巷、回风巷围岩变形和超前支护阻力的监测,预测超前支承压力分布范围.分析了煤柱回采工作面、回采巷道围岩力学特征,为回采巷道的支护和维护提供了科学依据.     

上覆煤层采空区遗留煤柱对8303工作面的影响研究

为研究上覆山4#煤层遗留煤柱对8303工作面的影响,通过煤柱向底板应力传递的理论分析得出遗留煤柱区域垂直应力峰值在煤柱中心线下方.采用数值模拟软件进行遗留煤柱对工作面影响特征的分析,结果表明:遗留煤柱两侧各20 m、实体煤边界60 m范围内应力有所增加,上层采空区边缘靠近实体煤侧30～35 m位置和采空区边缘前方180...     

房柱式采空区对下煤层巷道稳定性的影响分析

针对唐公沟煤矿的采矿地质条件,为确定4-2上煤层煤巷掘进引起3-2煤层房柱式采空区煤柱失稳拍击底板是否会导致4-2上煤巷失稳,利用Abaqus进行数值模拟,得出顶板大面积垮落拍击底板的冲击载荷不会对煤巷造成巨大冲击影响,不会击穿巷道,为工程实践提供了重要的指导意见。     

煤峪口矿残采煤柱工作面条件下煤柱的稳定性分析研究

本文以煤峪口矿412盘区残采煤柱工作面留设区段煤柱为例,为达到分析煤柱的稳定性的目的,建立力学模型计算煤柱宽度,通过FLAC3D数值模拟和相似材料模拟实验模拟了两种不同宽度煤柱下煤柱塑性区区域与煤柱破坏等情况,验证了计算得到的煤柱宽度的稳定性.