金庄矿特厚煤层综放工作面合理区段煤柱留设研究

以金庄煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景,结合理论分析、数值模拟和现场实测的方法确定工作面区段煤柱的合理宽度。现场实测表明,应力峰值工作面超前16 m出现影响范围50 m。研究结果为相似条件下工作面合理区段煤柱宽度的留设提供了借鉴。     

中厚煤层区段煤柱合理留设宽度分析

工作面开采过程中区段煤柱合理留设宽度对矿山提高回采率及巷道围岩稳定性具有重要作用。以彬长矿区某矿综采工作面区段煤柱留设为研究背景,通过区段煤柱宽度理论计算,得出煤柱宽度为7.9～9.8 m。利用数值模拟方法分别对8 m、10 m、15 m煤柱宽度条件下工作面开采过程中的煤柱垂直应力、水平应力和位移进行研究,发现从平衡应力场状态出发,留设8～10 m宽度煤柱以确保应对较长时间尺度下煤岩体非塑性状态的蠕变和流变;而从平衡后的位移场出发,选择留设8 m煤柱即可满足其变形很小且有一定有效宽度并处于良好弹性状态,同时能够发挥其对顶底板岩层的支承作用和对巷道的保护作用。综合分析相关结果并应用于工程实践中,得出了区段煤柱合理留设尺寸,为类似条件下区段煤柱的留设提供了依据。     

特厚煤层区段煤柱合理宽度研究及巷道支护优化

合理宽度的留设是特厚煤层区段煤柱能否安全高效开采的关键。为了提高资源回采率，以韩家洼煤矿特厚煤层综放开采面为工程背景，对区段煤柱合理留设宽度进行了研究。通过现场观测调研，揭示了巷道在原支护方案下的变形特征和机理，运用稳定核区理论和极限平衡理论对特厚煤层综放面区段煤柱合理宽度进行了计算；并通过FLAC3D软件分别构建了三种区段煤柱宽度方案，从应力演化与塑性区扩展的角度进行数值模拟综合对比分析，从而优化确定合理区段煤柱尺寸为12 m；根据22401工作面的地质和生产条件，以提高煤炭的资源回收率为首要经济需求，以控制围岩变形、位移和裂隙发展为主要工程内涵，以积极主动地保持围岩的整体性为主要技术目标，基于工程类比的方法，采用非对称“锚杆+钢带+钢筋带+锚索”的联合支护技术。该研究成果可为类似条件煤矿区段煤柱留设提供参考和借鉴。     

特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度研究

针对塔山矿特厚煤层综放工作面与回采巷道对头施工过程中面临的区段煤柱合理宽度留设、回采动压影响范围确定等问题,采用理论分析、数值模拟及现场应力实测等手段对特厚煤层综放采场覆岩断裂结构、区段煤柱应力分布及区段煤柱合理宽度进行研究。采空区一侧煤体应力,应力剧烈影响范围30~35 m。煤柱应力现场实测表明,相邻工作面回采期间应力沿煤柱宽度大致呈单峰型、非对称分布,应力高峰区距8210回风巷21~30 m、距8208采空区8~17 m,采空区顶板运动稳定滞后距离120~130 m。结果表明,塔山矿特厚煤层综放面对头施工条件下留设38 m煤柱是安全的,从煤柱应力分布角度分析煤柱宽度可减小至30~32 m。     

冲击地压条件下特厚煤层区段煤柱合理宽度研究

根据极限平衡理论计算,结合数值模拟分析及冲击地压防治要求,并参照周边矿井实际生产经验,对陕西某矿井原设计区段煤柱宽度进行优化,优化后的区段煤柱宽度,兼顾了资源回采率,有利于回采巷道稳定性控制,同时可控制瓦斯溢出、残煤自燃、采空区水害及冲击地压等次生灾害发生,为相似条件区段煤柱留设提供了参考经验。     

特厚煤层沿空巷道煤柱留设宽度研究

针对特厚煤层综采工作面的回采巷道护巷煤柱宽度留设的问题,以南阳坡煤矿6104工作面回风顺槽为工程背景,采用数值模拟的方法,研究了不同宽度煤柱下的垂直应力及塑性区分布规律。研究结果表明:煤柱宽度在5～15 m时未出现弹性核区,宽度为20 m时出现弹性核区,平均7 m,煤柱的整体变形不大,处于稳定状态,煤柱宽度大于20 m,弹性核区宽度也渐渐增大;当煤柱宽度为20～30 m时,垂直应力出现双峰值,且随煤柱尺寸变大,峰值有所减少。综合考虑,留设护巷煤柱的最优宽度为20 m。     

巨厚煤层综放开采区段煤柱合理留设宽度研究

区段煤柱的合理留设对确保矿井安全生产与煤炭资源的合理利用意义重大。为确定不连沟煤矿巨厚煤层工作面区段煤柱的合理留设宽度,以F6201工作面为例,采用数值模拟软件FLAC模拟了不同宽度下区段煤柱周边应力分布及变形量,并分析数值模拟的结果,得出区段煤柱留设宽度为17.5~22.5 m时煤柱的变形量小,稳定性较高。通过监测工作面侧向支承压力,验证了该结论。     

深埋厚煤层区段煤柱留设稳定性研究

针对大兴煤矿区段煤柱的留设问题,以2北301工作面与303工作面间区段煤柱为研究对象,采用SMP准则计算不同煤柱宽度条件下区段煤柱的弹性核区大小,通过FLAC^3D软件验证理论计算结果。现场实测表明,采用7 m的设计宽度,煤柱内部存在3 m的弹性核区,可以自稳。     

特厚煤层综放工作面小煤柱留设合理宽度研究

针对某矿特厚煤层回采巷道变形严重,甚至局部底鼓,煤柱尺寸过大,煤炭资源损失严重等难题,以该矿8204工作面回风巷为研究背景,通过理论计算和数值模拟确定合理煤柱宽度,使用窄煤柱沿空掘巷的技术对8204工作面回风巷进行试验研究,最终确定了8 m的小煤柱.现场观测表明:小煤柱内部裂隙发育,但煤柱整体完整性较好;掘巷期间巷道两帮最大移近量61 mm,顶底板最大移近量55 mm,巷道变形量完整较小,能够保证巷道围岩稳定.本次设计煤柱尺寸合理,同时增加了煤炭采出率,促进了矿井安全高效生产.     

特厚煤层孤岛工作面回采巷道区段煤柱宽度研究

为了掌握特厚煤层孤岛工作面回采巷道区段煤柱的合理宽度,以麻家梁煤矿14203-1孤岛工作面为研究对象,采用理论分析和现场实践相结合的方法对煤柱宽度进行了研究。根据卸压巷的原理和现场施工条件确定让压煤柱的宽度为5 m,巷道围岩控制采用了高预应力高强度的“锚杆+W钢带+锚索+JW钢带+金属网”耦合支护方案。矿压观测结果表明,14203-1辅助运输巷合理的区段煤柱宽度及围岩控制技术能够满足生产需求,保证了巷道围岩安全,提高了工作面煤炭资源采出率,为矿井及朔南矿区后续孤岛工作面的巷道布置提供了理论依据。     

庞庞塔特厚煤层区段煤柱宽度及稳定性研究

本文以庞庞塔9-301综放工作面合理的区段煤柱宽度留设为背景,通过理论计算和Flac3D软件建立模型研究9-301工作面回采时不同区段煤柱宽度下煤柱的应力分布及塑形区情况,确定9-301综放工作的区段煤柱宽度为15m。现场9-301工作面的下顺槽内布置的钻孔应力计测点数据显示,在留设15m宽煤柱的情况下,9-301综放工作面回采过程中巷道变形在可允许范围内,能够保证该综放面的安全回采。     

薄煤层工作面区段煤柱合理留设宽度研究

对薄煤层工作面而言,合理的区段煤柱宽度对降低巷道维护难度和提高煤炭采出率十分重要.基于赵家寨煤矿薄煤层赋存条件,采用数值模拟软件研究了不同煤柱宽度下巷道围岩应力分布状况,从降低巷道维护难度和提高煤炭采出率角度提出合理煤柱留设宽度.     

厚煤层区段煤柱合理留设宽度及支护参数优化研究

采动影响下厚煤层区段煤柱的合理留设是煤炭高效安全回采的重要因素。针对该问题依托中能煤矿3号煤2309工作面回风巷区段煤柱留设进行研究。根据围岩极限平衡理论计算出煤柱合理宽度为8 m,结合Flac3D数值计算分析不同宽度煤柱垂直应力及塑性区,验证煤柱留设宽度不应小于8 m;针对留设煤柱巷道应用差异化支护方法,对煤柱侧采用帮部3道锚索补强的方法进行围岩加固;针对浸泡煤柱、漏风、有害气体涌入等隐患采取煤柱局部注浆和表面喷浆的方式控制。结合矿压监测反馈表明煤柱留设宽度合理,支护效果良好,为类似厚煤层区段煤柱留设提供技术参考。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷区段煤柱合理宽度确定

为了增强沿空掘巷巷道的稳定性,提高资源回采率,以大同矿区塔山煤矿8204工作面为研究背景,对沿空掘巷留设区段煤柱的合理宽度进行了研究。首先对特厚煤层综放工作面在沿空掘巷情况下区段煤柱的合理宽度进行了理论分析,然后采用FLAC3D数值模拟软件建立了采空区一侧不同宽度区段煤柱的力学模型,通过模拟结果表明:区段煤柱的宽度在5~10 m时,巷道处于低应力区,支护相对稳定。最后将理论计算和数值模拟相结合,同时参考塔山矿综放工作面矿压显现规律及微地震监测得出的相关结论,综合考虑巷道跨度大、隔绝采空区瓦斯等安全因素,确定了特厚煤层综放工作面沿空掘巷留设区段煤柱的合理宽度为8 m。     

厚煤层综放工作面区段煤柱合理留设宽度研究

开采安全性和采出率一直是困扰厚煤层开采的重要矛盾。为保证开采安全,需要预留煤柱以及合理布置锚杆参数,而厚煤层的开采除了综合放顶,在顶板条件允许的情况下,可分层开采。本研究考虑顶板锚杆排间距、预留煤柱宽度、煤层分层开采厚度等3个因素,及其对煤炭开采过程中的交互影响作用,通过正交试验设计得到三者的最优组合参数,预留煤柱宽度15m、顶板锚杆排间距2200mm、煤层分层开采厚度3.5m。研究结果及方案设计可为相似煤炭开采情况提供帮助。     

特厚煤层分层综放开采区段小煤柱留设尺寸研究

砚北煤矿5煤为特厚煤层,煤层具有强冲击地压倾向性,为防治工作面两巷掘进时冲击地压现象发生,采用理论计算、数值模拟和现场观测的方法,研究分析工作面、区段护巷小煤柱内应力变化以及采场超前支承压力影响范围。以区段小煤柱变形破坏理论为依据,通过数值模拟分析了4种不同宽度煤柱的塑性区变化范围,最终得出适合砚北矿条件的合理区段煤柱宽度。     

厚煤层条件下合理宽度煤柱留设研究

采用FLAC2D模拟软件对跃进煤矿特厚煤层条件下不同宽度煤柱留设进行了理论模拟,分析了不同护巷煤柱条件下垂直应力与垂直位移分布情况,理论得知留设5m的窄煤柱段与30m的宽煤柱段对掘进巷道起到的保护效果基本相同。井下现场在1210工作面掘巷期间留设5m的小煤柱和30m的宽煤柱进行了现场工业性试验,KBD5仪器采集的电磁辐射数据整体偏小且波动不大,说明留设5m的小煤柱能稳定的起到对巷道的保护作用。     

厚煤层沿空掘巷合理煤柱宽度研究

为确定厚煤层沿空掘巷合理的区段煤柱留设宽度,文章以寺家庄煤矿15119工作面回风巷为工程背景,通过数值模拟与现场实测的方法,分析了不同区段煤柱留设条件下沿空掘巷巷道围岩的变形特征,确定了合理的沿空掘巷区段煤柱留设尺寸,主要结论如下：1）数值模拟结果显示,巷道顶板靠近煤柱一侧的下沉量明显大于靠近实体煤一侧的下沉量、巷道左帮和巷道右帮靠近顶板的移近量明显大于左帮靠近底板的移近量;2）数值模拟结果显示,随着区段煤柱留设宽度的增加,沿空巷道的顶板下沉量、左帮移近量和右帮移近量逐渐减小,且其减小幅度也逐渐降低,并最终确定15119回风巷沿空掘巷的区段煤柱留设宽度为8m;3）现场监测结果显示,随着观测时间的不断增加,15119回风巷巷道顶板下沉量不断增加,最终测站1和测站2的巷道顶板的下沉量稳定在55mm左右。