鄂尔多斯矿区大采高综采工作面合理区段煤柱尺寸研究

以巴彦高勒矿311101工作面为背景,采用现场测试、理论计算和数值模拟相结合的方法,在揭示大采高综采工作面侧向支承压力分布规律基础上,研究不同宽度区段煤柱应力场及塑性区分布特征,最后确定合理区段煤柱宽度。研究表明:煤柱宽度15~20 m时,煤柱中央仍有一定弹性核,煤柱稳定。考虑煤炭资源回收和巷道围岩稳定等因素,确定区段煤柱宽度为15 m。     

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。     

薄基岩煤层合理区段煤柱及稳定控制技术研究

针对薄基岩煤层合理区段煤柱留设宽度问题,基于新疆某矿实际生产地质条件,采用数值计算的方法对10、15、18、24、30 m不同区段煤柱宽度条件下工作面超前支承压力分布和煤柱自身垂直应力分布规律进行模拟分析。研究结果表明:区段煤柱宽度不仅影响工作面侧向支承压力和超前支承压力的大小,还会带来两者叠加效应的变化;随着煤柱宽度增加,煤柱内垂直应力分布形状由煤柱宽度较小时的“单峰型”过渡为两侧对称分布的“马鞍型”,应力分布趋于稳定。基于数值计算结果,综合考虑煤炭资源回采率,最终确定合理的区段煤柱宽度为15.0 m。现场工业性实践验证了煤柱宽度的合理性,并通过采用高强锚网索联合支护技术有效控制了区段煤柱变形,实现了良好的技术与经济效益。     

大采高综采工作面区段煤柱合理宽度研究

为了确定焦坪矿区2301大采高首采工作面区段煤柱的留设宽度,以煤柱应力监测为切入点,实测分析了侧向支承压力分布特征;通过理论计算得到了煤柱弹性核区宽度和掘巷塑性区宽度,据此初步确定了区段煤柱的宽度。在此基础上,采用FLAC3D数值模拟方法研究了不同宽度时煤柱的塑性破坏特征,最终确定大采高工作面煤柱的合理宽度为25 m。现场应用表明,煤柱留宽方案满足相邻工作面的护巷要求。     

护巷煤柱宽度与回采巷道支护的数值模拟研究

基于铁法晓明矿N2709综采工作面煤层赋存条件,采用FLAC2D数值模拟分析了区段护巷煤柱宽度为3,5,8,12,15,17,20,25 m条件下煤柱支承压力分布情况和巷道围岩变形破坏特点,确定工作面护巷窄煤柱合理宽度为3 m,并对该窄煤柱进行了回采巷道锚网索联合支护设计。通过现场矿压观测,证明了锚网索联合支护效果较好,不仅保证了巷道的安全稳定,而且提高了煤炭采出率。     

某矿遗留煤柱下工作面合理区段煤柱宽度研究

研究遗留条带煤柱下工作面合理区段煤柱宽度,对于增加回采巷道稳定性、减少资源浪费和实现工作面安全生产具有极为重要的意义。通过理论分析,研究了某矿条带煤柱的应力分布规律,确定了1310工作面区段煤柱宽度应小于7.07 m。通过数值模拟研究可知,当区段煤柱宽度为5 m时,区段煤柱及回采巷道承受的支承压力较小,区段煤柱虽发生塑性破坏,但还有承载能力。     

保德煤矿8~#煤层护巷煤柱合理宽度的确定

针对保德煤矿8~#煤层水平应力大,采用宽度为35m的护巷煤柱仍难以保障巷道的稳定性,同时使煤炭的采出率和经济效益降低的问题。在8~#煤层顶板结构及地质条件基础上,采用理论研究、数值模拟、现场测试相结合的方法,得出8~#煤层护巷煤柱采用留小煤柱的方法,即采用宽度为12m的护巷煤柱。通过松动圈测试试验结果分析表明:留设12m护巷煤柱宽度实验效果较好,为保德煤矿护巷煤柱合理宽度的确定提供了科学依据,保证了8~#煤层的安全高效开采。     

综采面区段煤柱矿压规律与合理宽度研究

为了掌握综采工作面区段煤柱矿压显现规律,确定煤柱合理宽度,实现安全高效高回收率回采,以黄玉川煤矿4#煤层首采面为工程背景,采用数值模拟、理论分析、应力实测法进行了相关研究。结果表明:①区段煤柱进入采空区前,应力增幅缓慢,塑性破坏区域宽度一般在2 m;而进入采空区后,煤柱应力增长极快,应力增幅呈现倍数增长,煤柱破坏深度也达到了8 m。由此说明,煤柱支承压力的增幅主要是由于采空区上覆岩层压力造成的,且决定了对煤柱的破坏性作用。②通过理论分析、数值模拟、实测分析3种方法得到的区段煤柱合理宽度,结果相近,具有一定的设计参考价值。     

基于极限平衡理论的大倾角区段的煤柱合理尺寸研究

针对大倾角综放开采区段煤柱留设尺寸的确定难题,建立了相应区段煤柱力学模型,并用极限平衡理论分析及数值模拟结合的方法,研究了煤柱尺寸的理论公式、应力分布、模拟分析。研究表明:区段煤柱合理留设宽度是煤柱两侧塑性区宽度和中心弹性区煤体的临界尺寸之和;揭示了不同宽度区段煤柱受上、下区段工作面采动影响时,区段煤柱支承压力分布规律曲线;得出孟家窑煤矿大倾角煤层区段煤柱宽度为25 m时即可保持稳定。研究结果在该矿5102工作面的成功应用,可为大倾角煤层区段煤柱合理尺寸提供理技术参考。     

浅埋煤层综采工作面区段煤柱支承压力监测分析

以四台矿8715综采面为工程背景,根据设计的煤柱相对应支承压力监测方案进行现场监测,结合煤柱对应支承压力的实测数据和松动圈钻孔电视探测仪的探测,分析了浅埋煤层条件下的综采面区段煤柱的塑性区范围和松动区范围。结果表明:14号煤层区段煤柱的塑性区宽度为4m,合理的煤柱尺寸为18m,原煤柱宽度20m,可优化减小2m。     

保德煤矿8~#煤层护巷煤柱合理宽度的确定

针对保德煤矿8~#煤层水平应力大,采用宽度为35m的护巷煤柱仍难以保障巷道的稳定性,同时使煤炭的采出率和经济效益降低的问题,在8~#煤层顶板结构及地质条件基础上,采用理论研究、数值模拟、现场测试相结合的方法,得出8~#煤层护巷煤柱采用留小煤柱的方法,即采用宽度为12m的护巷煤柱。通过松动圈测试试验结果分析表明:留设12m护巷煤柱宽度效果较好。该方法确定的煤柱宽度科学、可靠,为保德煤矿护巷煤柱合理宽度的确定提供了科学依据,保证了8~#煤层的安全高效开采,经济效益显著提高。     

浅埋特厚煤层综放开采区段煤柱合理宽度的确定

针对串草圪旦煤矿浅埋特厚煤层综放开采区段煤柱合理宽度的确定问题,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合,研究了浅埋特厚煤层开采采动支承压力分布规律,区段煤柱的受力分布特征,以及煤柱塑弹性区域分布状态,得出了工作面合理区段煤柱宽度范围。保证了工作面的安全生产,提高了煤炭资源的回收率。     

巴彦高勒矿大采高工作面合理煤柱宽度留设研究

以巴彦高勒矿311101工作面巷道间的煤柱留设为工程背景,通过理论计算、数值模拟方法,分析了大采高工作面支承压力分布特点,得出超前支承压力分布范围为22~35 m,峰值距煤壁5 m左右。运用FLAC3D数值模拟软件模拟了不同煤柱宽度下煤柱的稳定性,确定合理的煤柱宽度为25 m,为大采高工作面安全生产及降低巷道间煤柱损失提供了技术保证。     

石窟煤矿合理区段煤柱宽度优化研究

合理的区段煤柱留设,不仅能降低巷道维护的难度,更能减少采区煤炭资源的损失,对于整合矿井的经济效益有着直接的影响。以30101工作面地质条件为工程背景,首先采用极限平衡理论对区段煤柱支承压力及弹塑性区变形进行理论分析,然后通过有限差分数值软件模拟不同煤柱宽度受采动影响下弹塑性区分布情况及应力场变化规律,结合理论研究得出合理的煤柱宽度为15m。     

长壁工作面合理区段煤柱宽度的留设

根据察哈素煤矿地质条件,应用极限强度理论计算方法计算出了长壁工作面护巷煤柱的合理宽度;采用FLAC3D对长壁工作面区段煤柱宽度为10,15,20 m 3种条件下的塑性破坏范围和应力分布特征进行了模拟,结果表明,煤柱的塑性区范围随煤柱宽度的增加而减小,二次采动影响大于一次采动影响;煤柱内的应力大小随煤柱宽度的不同而变化,曲线整体呈上凸趋势的应力分布规律;综合理论计算与数值模拟结果,获得了该矿合理的区段煤柱宽度为12 m。将结果应用于现场,利用声波探测仪在现场对巷道11个位置的松动圈进行了观测,验证了区段煤柱尺寸的合理性,提高了回采率。     

李村煤矿大采高工作面区段煤柱合理留设宽度研究

针对李村煤矿大采高工作面分区段开采的特征,为了确定其合理的区段煤柱留设宽度,综合现场实测和数值模拟,对煤柱稳定性进行了分析,模拟不同宽度煤柱下,其围岩垂直应力分布、支承压力分布特征及屈服破坏程度。结果表明:李村煤矿大采高工作面合理的区段煤柱留设宽度应为20 m,较原先设计宽度而言,有效提高了工作面回采效率。     

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。     

采动影响下区段煤柱合理留设研究

区段煤柱合理留设是保证工作面顺利接续的关键。以王楼煤矿七采区为工程背景,通过理论分析和数值模拟,对单、双侧开挖采动影响下不同宽度区段煤柱稳定性进行对比研究。得出:侧向支承压力在2种采动影响下随煤柱宽度不同其变化趋势基本一致,但双侧采动时侧向支承压力更大;2种采动影响下,煤柱应力集中程度基本一致,且随煤柱宽度的增加而增加,单侧采动时煤柱正上方覆岩基本完整,双侧采动时煤柱宽度大于3.0m其正上方覆岩才趋于完整;综合考虑资源回收和巷道稳定性,确定3.0m小煤柱可以满足工作面正常开采要求。     

大采高综放面采动影响下合理区段煤柱宽度研究

大采高综放工作面由于生产需要,形成了一类超高煤帮、特大断面的巷道,增加量巷道支护的难度。留设合理宽度的区段煤柱,能够使巷道处于应力降低区内,避开残存支承压力顶峰的影响,有效改善巷道围岩的应力环境,降低支护难度、增强巷道的安全可靠性,还能够一定程度提高资源的回收率。本文以塔山矿8105工作面5105回风巷道区段保护煤柱为例,应用极限平衡理论计算得到合理的煤柱尺寸为34m,采用FLAC5.0数值模拟软件模拟分析了不同护巷煤柱宽度煤柱内的垂直应力分布和巷道变形破坏情况。通过理论分析与数值计算相结合,最终确定留设煤柱宽度为34m。     

顶板煤柱动态性观测方法与分析

针对中兴煤矿坚硬顶板条件 ,运用实测分析法对区段煤柱稳定性进行了详细分析研究。实测内容包括 :超前支承压力分布规律、侧向支承压力分布规律、煤柱上方顶板离层变化规律、煤柱联络巷巷道断面变化规律、煤柱松动圈发育规律。根据煤柱内不同矿压显现特征 ,综合分析了坚硬顶板下煤柱的稳定性 ,得出合理煤柱留设宽度为 5～ 6m