沿空留巷预制充填采空区数值模拟研究

为了解决沿空留巷采空区的上覆软弱岩层受工程扰动引起的围岩大变形和顶板的下沉量大等问题,本文利用数值模拟软件3DEC对不同预制断裂角下的巷道顶板下沉量和沿空留巷采空区上覆岩层的下沉量进行了分析,为解决沿空留巷造成采空区围压变形和顶板下沉提供了指导。     

窄煤柱宽度确定与围岩控制技术

在煤矿生产当中,为了能够进一步掌握沿空掘巷围岩控制技术,本文以忻州地区某矿受采动影响22115工作面作为案例,进一步完善沿空掘巷合理窄煤柱宽度确定方法,进而提高围岩控制技术。     

巷道顶板的切顶卸压参数分析

为了解决沿空留巷受到工程扰动造成的顶板下沉和巷道围岩变形量大的问题,本文通过FLAC-3D数值模拟对顶板的切顶卸压进行了分析,对模型的参数设置进行现场监测赋值,给出了不同的切顶高度和不同的切顶角度下巷道上覆岩层的垂直应力分布情况。为矿山解决沿空留巷存在的围岩变形和顶板下沉问题提供了解决方案和指导。     

大采高沿空掘巷小煤柱稳定性分析

围绕谢桥矿1161（3）工作面特定地质条件,进行了相应大采高沿空掘巷的小煤柱尺寸留设、小煤柱围岩应力场和位移场特征的数值计算。对比不同采深的巷道围岩应力场和位移场特性,给出了不同采深煤柱尺寸留设建议,得出该地质条件下采深500 m应取3～5 m宽度煤柱,采深700 m应取5～7 m宽度小煤柱,超过1 000 m的开采深度煤柱宽度应在7 m以上。     

某煤矿煤巷破坏特征理论分析

为了解决深井高应力软弱围岩稳定性控制技术难题,对煤巷变形破坏特征进行分析,可以得知传统的锚网梁支护结构不能控制住巷道的大变形,根据现场的调查和分析,造成煤巷发生大变形的主要原因:煤层埋深大,应力集中程度高,煤体较为松散,顶板锚索的悬吊作用发挥不利,顶板、两帮锚杆支护作用失效,沿空掘巷护巷煤柱宽度不合理五个方面所造成的,为提供巷道支护优化提供指导。     

基于上覆巷道保护的下伏煤层安全回采

针对千米深井下伏煤层回采需保证上覆巷道稳定性的问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的方法,研究了下伏煤层开采过程中上覆岩层巷道变形破坏类型、破坏机理和防治办法。通过对开采条件和开采形成的覆岩空间结构的研究,得到了走向和倾向方向上的巷道变形破坏规律;通过研究下伏工作面不同开采阶段、不同充填率条件对上覆巷道的采动影响,得到了巷道变形破坏的应力演化规律。结果表明:千米深井下伏煤层开采,上覆巷道潜在的变形破坏类型主要有两种,一是巷道断面缩减型破坏,二是巷道走向阶梯下沉型破坏。上覆巷道变形破坏的根本原因是大埋深、强采动应力,特别是下伏煤层距上覆巷道较近且距离不均等的影响,直接原因是采动造成的巷道围岩应力突增及关键岩层的破断下沉。开采过程中,工作面走向开采范围超过400 m时,巷道断面缩减型破坏和走向阶梯下沉型破坏会相互叠加,诱发更大的巷道破坏。为控制这两种巷道的潜在破坏类型,设计了沿工作面下部巷道动态部分充填和巷道补强支护方案,通过现场实测发现上述方案能够满足上覆巷道稳定性和下伏工作面高效高产的要求,研究结果和控制方案可为千米深井巷道下压煤的安全回采提供一定的借鉴。      

深井易自燃煤层沿空掘巷预留窄煤柱煤自燃防治技术

针对深部采区沿空掘进巷道窄煤柱的自燃发火状况,在应用能位测定的方法基础上,分析了巷道关键位置的能位关系和采空区的漏风状况,及时采取巷道全断面喷浆、注浆加固煤柱和压注阻化剂等措施,控制了煤柱自燃氧化的一步恶化趋势,实现了预留窄煤柱沿空掘进巷道的安全施工,研究成果对类似条件的易自燃煤层留设窄煤柱沿空掘进的煤柱防灭火工作有现实指导价值.     

整体耦合让均压锚杆支护技术在红会矿区沿空巷道中的应用

以红会一矿1708工作面沿空掘巷为研究对象,对巷道掘进时矿压显现特点及原支护方式存在的问题进行了分析,提出了整体耦合让均压锚杆支护方案。现场应用表明整体耦合让均压锚杆能够保证在支护时使支护体具有一定的支护强度,提高被加固围岩的整体性,又保证支护系统具有一定的让压性能。     

杜家沟矿607工作面沿空掘进巷道支护方案研究

针对厚煤层沿空掘进巷道围岩形变量大、稳定性差的问题,以杜家沟矿607工作面沿空掘进巷道为工程背景,通过对巷道围岩变化进行实时动态监测,在原有的巷道支护方案基础上,采取增加两帮支护的优化方案,大幅提高巷道围岩的稳定性,有效控制巷道围岩形变量。     

近距离煤层工作面煤柱合理留设与巷道围岩控制技术

为探究近距离煤层工作面煤柱合理留设宽度以及回采巷道围岩控制技术,以回坡底煤矿近距离煤层开采为工程背景,通过数值模拟、理论分析、现场实践等技术手段对不同宽度条件下煤柱破坏演化过程、影响因素、底板破坏范围以及11号煤层回采巷道围岩控制技术进行了深入研究。研究结果表明:(1)煤柱在预留煤柱时期、区段煤柱时期、保护煤柱时期、孤岛煤柱时期四个阶段过程中,煤柱破坏范围逐渐增大;煤柱弹性核占比均随煤柱宽度的增加而增加,本煤层回采巷道随煤柱宽度的增加从非对称性破坏逐渐演化为对称性破坏。煤柱破坏宽度与煤层倾角、黏聚力、煤柱宽度、内摩擦角和泊松比等因素成反比关系,只与埋深成正比关系。(2)随着煤柱宽度增大,煤柱底板破坏宽度与深度会发生变化,且底板破坏集中在煤柱边缘侧,煤柱正下方底板破坏区域较小。(3)煤柱应力集中作用致底板下方最大主应力发生偏转,底板任意一点与煤柱中心线的距离越大,最大主应力偏转角度越小;随着11号煤层巷道与煤柱边缘距离的增大,巷道围岩塑性区由倾斜的“X”形分布转变为倾斜的“8”形分布,再转化为倾斜的“O”形分布,最终转化为椭圆形分布;离煤柱距离较近时,巷道往往出现非对称性破坏,支护也要采取非对称支护形式。      

董东矿沿空留巷切顶卸压对底板受力影响分析

以董东矿50107工作面为研究对象,通过数值模拟软件FLAC3D建立模型,对比分析窄矿柱、宽矿柱以及切顶沿空留巷情况下围岩及底板受力特征,确定切顶沿空留巷切顶对围岩的卸压作用。对比分析围岩受力情况,表明切顶沿空留巷卸压效果比较明显,对比分析围岩塑性区的底板破坏深度,表明有利于切顶沿空留巷卸压效果明显,切顶沿空留巷有很好的卸压效果,有利于矿山巷道围岩控制。     

动压巷道围岩应力及变形规律研究

以盖州煤矿9106回风顺槽为研究对象,通过FLAC3D数值建模的方法对不同阶段下采掘施工对巷道围岩变形影响规律进行分析研究。分析结果表明：本巷道和顶回风巷在掘进时,巷道围岩出现应力集中现象,但是对围岩变形影响不大,邻近9105工作面回采时产生的集中破坏作用是造成9106回风顺槽煤柱垂直应力集中、侧向支承压力升高的主要原因,对巷道围岩变形具有很大影响。     

大采高综采工作面上覆岩层运移规律研究

通过理论计算的给出了斜沟矿8号和13号煤层上覆岩层的冒落带及裂缝带的高度及运移规律,并通过3DEC数值模拟软件对上覆岩层的各层下沉量进行监测,发现在煤层开采时155 m测点的位置上覆岩层总下沉量最大约为1.76 m,为斜沟矿巷道的支护提供一定的借鉴。     

特厚煤层综放面煤壁坍塌影响数值模拟分析

为了对特厚煤层综放面煤壁坍塌影响进行分析,以某矿8105工作面为研究对象建立了数值模型,建立了不放煤距离分别为80 m、50 m、20 m、0 m时,支承压力对1070大巷及8105工作面中部回风巷的影响,在合理的停采线煤柱宽度的基础上,研究在不放煤距离为80 m、50 m、20 m和0 m时煤壁坍塌对停采线煤柱及巷道应力及围岩变形的影响。研究结果表明,随着不放煤距离的减少,停采线煤柱内部应力及巷道顶底板和两帮位移都逐渐增大,坍塌与不坍塌时相比,煤柱内部应力及巷道围岩变形都增大,但增加程度较小。     

复合顶板条件下沿空留巷力学参数研究

以军城煤矿31203复合顶板薄煤层综采工作面为工程背景,在复合顶板综采工作面采用无煤柱护巷技术基础上,建立了沿空留巷围岩力学模型,对巷旁支护阻力、切顶力学参数、顶板下沉量等进行理论计算,并采用FLAC3D数值模拟软件研究了复杂顶板条件下薄煤层大断面沿空留巷力学参数,研究成果可为军城煤矿复合顶板条件下薄煤层大断面沿空留巷提供理论依据。     

强烈动压条件下巷道支护技术研究与应用

为了解决相邻工作面之间巷道动压影响的问题,结合马兰矿10704工作面轨道的实际情况,采用有限元模拟软件FLAC3D,分析了10704面轨道顺槽在掘进时受回采的动压影响,研究表明超前影响范围约为50 m,并且巷道与10702面回采相遇之后,受到临近工作面采空区上覆岩层形成结构动态变化,巷道围岩变形持续加剧趋势。采用“Φ22 mm×2 400 mm螺纹钢锚杆加W钢带加锚索加金属菱形网”联合支护,使10704轨道巷掘进期间未出现过大的巷道变形,同时顶板下沉量并不大,巷道的变形量趋于稳定。较好地解决动压条件下锚杆支护巷道掘进难题。     

南关煤矿三采区回采巷道合理煤柱宽度研究

针对南关矿2号煤层三采区内高应力环境下软弱煤层工作面合理煤柱宽度留设问题,由回采巷道煤柱临界宽度的理论计算方法估算了煤柱的宽度极限,并采用FLAC3D数值模拟软件分析了上区段工作面回采结束后围岩中的应力分布规律及其影响因素,研究了新准备工作面巷道掘进后围岩的应力及位移演化特征,确定了南关矿2号煤三采区工作面合理的煤柱宽度。进行现场应用后收到了良好的效果。研究结果可为南关矿三采区合理煤柱留设提供科学指导并为同类型采区提供参考。     

沿空留巷技术应用研究

结合某煤矿12209瓦斯尾巷的地质特征和围岩特性,基于沿空巷道受力特征、变形机理、影响因素分析和研究,认为沿空巷道受采动影响后,复合层状顶板较破碎,易产生离层、回转、滑落和失稳破坏.现场试验了锚网素注支护技术,试验结果表明,采用锚注支护技术的效果较理想,经济效益好.     

巷旁煤柱留设宽度对巷道底鼓及破坏形式的作用分析

基于有限元差分软件研究了巷旁煤柱留设宽度对巷道底板的影响,并进行了分析.结果 显示:巷帮煤柱留设尺寸与底板移近量具有非线性关系;根据有限元差分软件结果得出巷帮煤柱留设尺寸取值范围为8～12 m.提出了提高巷道围岩强度措施.     

坚硬顶板定向水力致裂弱化顶板技术

定向水力致裂技术能够通过高压水流切断煤岩体的原有结构联系,起到定向转移部分上覆岩层压力,主动改善煤岩体中的应力集中状况的作用。本文利用这一技术对临空巷道帮、顶板下沉等变形进行了实践,通过数据显示,该技术有效控制了巷道变形,保障了工作面顺利回采。