塔山矿特厚煤层综放工作面小煤柱留设技术研究

塔山煤矿工作面原有设计采用预留宽煤柱的方式,通过井下回采实践表明,此煤柱留设方式会造成煤炭资源损失率高达26%,且不利于巷道围岩的维护,工作面开采过程中明显发现巷道受到应力挤压导致的围岩变形现象,并且巷道冒顶现象时有发生。基于上述背景,采取理论计算结合数值模拟推演计算的分析方法,明确了适合塔山煤矿赋存条件的8117综放工作面煤柱宽度为8 m。8117综放工作面通过采用留设小煤柱技术以来,有效地避免了宽大煤柱引起的围岩移进量大,进而导致巷道围岩变形严重的问题,且将煤炭损失率降低至12%,避免了煤炭资源的浪费。     

特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度研究

为了解决特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱宽度确定的难题,以同忻矿8305综放工作面为研究背景,根据岩层移动理论,利用岩层三角形滑移区运动特征,分析了采空区稳定前后侧向支撑压力的分布规律,得出三角滑移区内岩体的质量在破断前后作用在煤柱上方的压力降低是侧向支撑应力减小的根本所在。同时,应用理论分析和数值模拟等方法得出采空区稳定后应力降低区宽度为17～21 m。从而将特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱最大宽度确定为11.5 m,并利用矿压观测的手段进行了现场验证。研究表明,巷道变形量小,小煤柱留设较合理,小煤柱最大宽度11.5 m能满足工作面安全生产需要,同时提高了煤炭回收率。     

特厚煤层综放工作面小煤柱留设技术研究

挖金湾煤矿开展了特厚煤层综放工作面小煤柱留设技术研究,确定了8102沿空巷沿空侧煤柱宽度为8 m。实践效果表明,小煤柱留设技术具有改善沿空巷道应力集中的效果,使得巷道处于低应力区,避免了矿压显现导致的巷道变形、冒顶、底鼓问题,减少了宽煤柱导致的煤炭资源损失。     

特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱宽度及控制技术研究

为了提高特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱及巷道围岩稳定性,以唐家会煤矿61102特厚煤层孤岛综放工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的研究方法,对特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱合理尺寸及巷道支护方式进行了研究,结果表明：采用应力极限平衡理论和内应力场分布规律,以及有限元法对比不同煤柱宽度的塑性区及应力分布特征,确定出孤岛综放工作面沿空护巷煤柱宽度为21 m;采用锚网索+钢筋梯子梁+钢带的联合支护方式,可以有效减小沿空巷道围岩移近量,显著提高沿空巷道围岩的整体稳定性。研究结果可为类似地质生产条件下的矿井提供参考依据。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷小煤柱留设与支护研究

为研究特厚煤层综放工作面沿空掘巷留设小煤柱的合理宽度,以塔山煤矿8117工作面回风巷为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场实测相结合的研究方法进行研究。研究表明：相邻工作面采空区稳定后煤体侧向支承应力降低区范围为0～13.7 m,煤柱宽度在8 m以下可确保8117工作面回风巷处于应力降低区,有利于巷道围岩的稳定;煤柱宽度大于8 m时,煤柱内弹性区随煤柱宽度的增加而增大,煤柱中部垂直应力开始超过原岩应力;最终确定采用8 m小煤柱。现场观测表明,留设8 m煤柱时,8117回风巷在掘进和回采阶段巷道两帮移近量和顶底板下沉量较小,煤柱可以有效支撑顶板、控制围岩变形。     

特厚煤层综放开采沿空掘巷煤柱合理宽度研究

针对特厚煤层综放开采沿空掘巷时宽煤柱护巷效果不佳,煤壁片帮、围岩变形量大、煤炭资源浪费严重等现状。以伊犁潘津工业煤矿2302工作面回风巷为工程背景,基于极限平衡理论探究了侧压系数、采高、埋深及煤柱支护阻力等因素对窄煤柱宽度的影响规律。结果表明,随着前三者逐渐增大,煤柱宽度也随之增大,后者反之|煤柱合理宽度取值范围的上下极限差值也随之增大,而后者几乎不发生变化。此外,结合现场地质条件,确定了窄煤柱宽度为6m,同时采用数值计算验证了其合理性,并在2302工作面回风巷进行了工业性试验。现场结果表明,6m窄煤柱在沿空掘巷期间,巷道断面开拓轮廓无明显变形,围岩控制效果显著。     

特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度综合确定方法

为解决特厚煤层综放开采大煤柱尺寸下煤炭资源损失量大、沿空掘巷小煤柱合理宽度确定方法单一、研究结果与工程实际存在较大差距的问题,本文以扎赉诺尔矿区灵东煤矿为工程背景,提出了基于JW-6型地下高频电磁波CT系统、钻孔应力监测系统、数值模拟等多手段下特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度的综合确定方法,并依据此方法分析了灵东煤矿特厚煤层综放开采侧向支承压力分布规律及演化规律、煤柱承载及变形特征,以此确定了灵东煤矿特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度为6.0～9.0m。工程实践结果表明,该综合分析方法确定的特厚煤层综放开采小煤柱宽度合理,回采期间巷道围岩变形量绝大部分控制在300mm以内,变形量小,满足工作面安全生产需要,提高了煤炭资源回收率。该研究成果对特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度的确定具有重要参考意义。     

特厚煤层大小煤柱综放工作面实施效果分析

以同忻矿三盘区8309大煤柱工作面、8305小煤柱工作面为研究对象,通过分析比较留设大煤柱和留设小煤柱时,临空巷在掘进待采期间和工作面回采期间的矿压显现,得出小煤柱开采在临空巷矿压治理、资源回收率、矿井服务年限延长及整体经济效益方面存在的优势。     

特厚煤层综放面小煤柱沿空掘巷安全保障体系研究

小煤柱沿空掘巷对于巷道矿压治理,工作面安全高效开采有着重要意义。以同忻矿5305小煤柱巷为工程背景,为了确保巷道的顺利掘进,辨识了巷道掘进期间安全风险源,从矿压监测、遗留硐室填充、水、火、瓦斯防治等方面提出了相应要求,建立了特厚煤层综放面小煤柱沿空掘巷安全保障体系。现场实践表明,在该体系的保障下,5305小煤柱巷实现了安全高效掘进,并未发现安全隐患。     

特厚煤层综放工作面小煤柱巷道支护技术研究

为解决特厚煤层高强度综放开采工作面小煤柱巷道维护困难的问题,以同忻矿8305特厚煤层综放工作面5305小煤柱巷道为研究背景,运用理论计算及数值模拟分析了不同支护参数对支护效果的影响,结果表明：提高预紧力,“三径”匹配保证锚固力,适当减小锚杆索长度增加支护密度以形成连续的预应力场,再配合相应的组合锚索可提高小煤柱巷道整体的围岩稳定性。基于此提出了特厚煤层高强度综放开采工作面小煤柱巷道锚网索联合支护方案,并通过现场实测验证了方案的合理性。现场应用表明：小煤柱巷道在采用高预紧力锚网索联合支护方案后,掘进期间顶底板最大移近量为63 mm,两帮最大移近量为96 mm;回采期间巷道顶底板最大移近量为420 mm,两帮最大移近量为729 mm,支护效果良好,巷道围岩变形得到了有效控制。     

综放沿空掘巷区段窄煤柱合理宽度研究

以某矿三盘区301综放工作面沿空掘巷区段煤柱为研究背景,采用理论计算、数值模拟对区段煤柱进行了系统的研究。综合理论分析及数值模拟研究结果,最终确定区段窄煤柱的合理宽度为8 m。     

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。     

国阳二矿80509综放工作面小煤柱沿空掘巷技术

根据阳泉矿区二矿80509综放工作面采矿地质条件、煤层及其顶底板的物理力学性质,利用UDEC数值模拟软件对相邻工作面采空区侧向围岩结构特征以及侧向应力分布规律进行了分析,采用极限平衡理论确定了综放沿空掘巷合理的煤柱宽度,为试验矿井综放回采巷道的合理布置及护巷煤柱参数的合理确定提供了科学依据。     

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。     

特厚煤层区段合理煤柱宽度留设研究

肖家洼煤矿211304工作面材料顺槽受邻近综放工作面高强度采动影响,巷道矿压显现剧烈,20 m区段煤柱宽度下动压巷道围岩控制困难,严重制约安全高效开采。利用FLAC3D数值模拟软件分析211304工作面采动周边支承压力分布及5种不同区段保护煤柱的围岩应力和位移演变规律,得出合理煤柱宽度为30 m,并在211305工作面进行工业实践。现场矿压观测211305材料顺槽底鼓量最大为165 mm,顶板下沉量最大为55 mm,两帮移近量最大为110 mm,经受过211304工作面回采影响后,巷道变形量较小,有效地控制了巷道围岩变形。     

综放工作面留设合理小煤柱尺寸研究

孔庄煤矿综放工作面先前留设17～20m大煤柱护巷,巷道处于高应力区,维护十分困难。为保证巷道安全和提高煤炭采出率,现采用理论计算、现场观测和数值模拟方法综合确定小煤柱合理尺寸,选择合理的掘巷时间,为类似条件下煤柱留设提供理论依据。