垂线法保护煤柱设计的完全解析模型

根据保护煤柱的基本理论,结合其现有的计算方法,分析了当前垂线法保护煤柱设计方法的一些不足,建立了完整解析数学模型。通过分析研究,得出了保护煤柱的边界和相应压煤量的计算公式,并运用编程语言将垂线法确定保护煤柱进行了自动化实现。通过与传统方法的比较,在提高计算精度的同时,缩短了计算时间,提高了工作效率。     

留设保护煤柱的临界面标高投影法

本文在斜向移动角原理的基础上提出了保护煤柱留设的临界面标高投影法。给出了相应的计算公式,留设保护煤柱的步骤和方法。     

全采区与条采区隔离煤柱留设宽度研究

根据威尔逊(Wilson)煤柱载荷理论,分析了两侧采空区在不同宽度情况下煤柱所承受载荷的计算公式,并根据相同的推导原理,得出了全采区与条采区隔离煤柱所承受载荷的计算公式.根据煤柱安全系数的可靠取值,推导出全采区与条采区隔离煤柱最小留设宽度的计算公式,并通过实例分析,得出在进行条带开采设计时,要根据隔离煤柱留设宽度的计算公式进行单独设计,以保证隔离煤柱的稳定性.     

用计算法代替垂直剖面作图法设计保护煤柱

本文推出了设计保护煤柱的计算公式，且简单方便。     

基于AutoLISP和VBA的CAD二次开发在建筑物保护煤柱留设中的应用研究

分析了煤矿区建筑物保护煤柱留设的方法,研究推导出了保护煤柱的相关计算公式,利用Auto LISP与VBA相结合的编程技术,实现了在CAD软件中建筑物保护煤柱绘图的自动化,并举例介绍了该程序的实际应用。该技术对其他类似工作的CAD二次开发具有参考意义。     

利用EXCEL计算安徽省砀山县关帝庙勘查区内郑徐高铁压覆保护煤柱留设

根据《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》第58条,必须在矿井、水平、采区设计时确定保护煤柱的铁路线路和与其配套的建筑物。通过用EXCLE编辑公式及函数功能计算安徽省砀山县关帝庙勘查区内郑徐高铁留设铁路保护煤柱范围。根据垂直剖面法计算公式确定参数,输入EXCEL中求出斜交剖面移动角β′和γ′,最终计算出地面郑徐高铁需要留设铁路保护煤柱范围。     

浅埋煤层开采水库周边保护煤柱合理留设研究

针对神南矿区张家峁煤矿常家沟水库周边5-2煤层大规模开采现状,在考虑保护煤柱稳定性影响因素的基础上,将保护煤柱从防隔水功能上沿宽度方向划分为矿压影响区和有效隔水区,分别对矿压影响区宽度和有效隔水区宽度进行了理论分析,推导出相应的计算公式。计算得出张家峁煤矿常家沟水库周边5-2煤层开采保护煤柱合理宽度为77m。     

利用计算机EXCEL2003对煤柱边界进行自动化计算

留设保护煤柱是为了有效保护受护范围不受采动影响,通常采用垂线法留设保护煤柱。文章介绍了使用计算机EXCEL2003软件将复杂计算公式进行疏理,然后用数学函数编入Excel2003做成表格。技术人员使用该表格,只需有关参数输入相应单元格中,表格将自动利用公式计算出保护煤柱的边界坐标;这样就可缩短计算时间,减少了工作量,提高准确度。     

基于统一强度理论煤柱尺寸研究及应用

为了提高煤炭采出率,保障巷道稳定安全,煤炭开采时通常设计合理的煤柱尺寸。根据留设煤柱的不同作用,将煤柱分为"保护巷道"和"保护地表"2类。基于统一强度理论,分别对2种类型巷道进行弹塑性分析,建立了考虑中间主应力影响的极限强度计算公式,进而得到2类巷道的屈服宽度及煤柱尺寸的统一计算式。运用该公式计算了某矿8214工作面"保护巷道"煤柱尺寸,并与数值计算对比分析,认为护巷煤柱宽度取10 m是合适的。     

留设保护煤柱尺寸的影响因素及变化规律探讨

在分析留设保护煤柱留设尺寸受上覆岩层岩性、煤柱自身强度、采深、采厚以及煤层倾角等地质采矿条件影响因素的基础上，结合一定的地质采矿条件，探讨了保护煤柱尺寸随开采深度、开采厚度及煤层倾角等的变化规律，建立了煤柱尺寸的计算公式。指出，在同一矿区，不同的开采深度、开采厚度及煤层倾角的条件下，留设的保护煤柱的尺寸并不是传统认为简单的线性关系，而是复杂的非线性关系，从而为保护煤柱设计提供理论依据。     

综放沿空巷道小煤柱合理宽度的确定

针对综放沿空巷道小煤柱合理宽度确定的难题,提出了现场实测、计算机数值模拟以及理论计算相结合确定小煤柱合理宽度的方法。工程实践表明,该方法确定的煤柱尺寸合理、可靠,为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。     

“煤-水”双资源型矿井开采技术方法与工程应用

由于我国东、西部地区煤-水资源呈逆向分布,为解决煤炭资源安全绿色开发、水资源供给、生态环保之间的尖锐矛盾和冲突,实现煤矿区水害防治、水资源保护利用、生态环境改善的多赢目标,在阐述"煤-水"双资源型矿井开采概念与内涵的基础上,提出了根据矿井主采煤层的具体充水水文地质条件优化开采方法和参数工艺、多位一体优化结合、井下洁污水分流分排、水文地质条件人工干预、充填开采等"煤-水"双资源型矿井开采的技术和方法。以蔚县矿区兴源矿为工程背景,提出了松散含水层下薄基岩区房式保水开采方案,建立了煤房"固支梁"力学模型,提出了基于让压理论的煤柱设计方法,修正了屈服煤柱上覆载荷计算公式。结果表明:主关键层的存在和稳定扩大压力拱的形成是屈服煤柱设计的关键,且屈服煤柱具有足够的强度支撑扩大压力拱下方的覆岩重量;采5留4、采5留5、采6留5等方案具有可靠的安全系数。     

无煤柱开采技术研究与应用

无煤柱开采是提升矿井采掘效率、提高煤炭资源采出率的重要途径。以山西某矿W1319工作面巷道布置为例,提出了留煤柱护巷、无煤柱护巷、工作面过空巷3种巷道布置方式,通过现场调研、理论分析、工程实践论证了无煤柱护巷的可行性,对山西某矿或其他类似条件下矿井进行无煤柱护巷具有良好的指导和借鉴意义。     

Research and application of strip mining of village coal pillar at coal field of the north of the Yellow River in Shandong Province

This paper focuses on the village coal pillar under huge thick loose bed and thin bedrock over high prelatic water level at the north of the Yellow River. The strip mining technology was used to protect the village houses. The stratum structure control action of mining subsidence was used to design the mining and pillar width. To further raise resources recovery, we adopted the mutative scheme of mining and pillar width. Observation was carried out while mining. Research shows there is feasibility of the strip mining technology to protecting the village buildings of the village coal pillar under huge thick loose bed and thin bedrock over high prelatic water level at the north of the Yellow River. Finally, subsidence parameters of strip mining were obtained. It is the basic data of the strip mining of the coal field at the north of the Yellow River.     

基于应变软化模型的煤柱采动应力分布精细化数值模拟

以山西经坊煤业08综放工作面工程地质条件为背景,开展了工作面护巷煤柱采动应力的现场钻孔应力实测;同时,分别建立了基于摩尔-库伦(MC)本构模型以及应变软化(SS)本构模型的数值计算模型,精细研究了综放工作面煤柱采动应力空间分布及演化规律。现场钻孔应力监测及数值模拟结果表明：与传统的MC模型相比,基于SS模型的精细化数值模拟能够准确地获得综放工作面煤柱采动应力空时分布规律,其结果更接近于现场钻孔应力监测结果;基于SS模型的煤柱上的支承压力峰值位置滞后工作面40-50m,而基于MC模型煤柱采动应力峰值位置始终处于采空区中部,不能反映采空区顶板垮落破断对采动应力分布规律的影响;基于SS模型的煤柱上的侧向支承压力与工作面前方的超前支承压力分别相比基于MC模型的结果小43.3%与26.2%。研究成果对于指导综放工作面护巷煤柱尺寸留设以及巷道布置与支护设计具有一定的理论与工程指导意义。     

锚杆支护沿空掘巷合理位置的确定

根据张集煤矿1213(3)工作面的地质条件,首先运用模尔库仑准则建立了计算塑性区宽度的力学模型,得到厚煤层沿空侧煤体的塑性区宽度,并根据锚杆作用机理建立了锚杆支护沿空掘巷合理窄煤柱理论宽度公式,并指出合理煤柱尺寸为5 m;然后,应用大型有限元程序ANSYS,对不同尺寸煤柱条件下掘巷及回采时围岩应力、变形进行了分析,指出厚煤层沿空掘巷锚杆支护合理的煤柱尺寸以5 m左右为最佳.最后,将所得结论应用于实践,取得较好的效果,说明煤柱尺寸是合理的.     

单体液压支柱活柱、油缸冷校液压校直机的研究

在轴杆类零件生产过程中,热处理后校直是一道关键工序。介绍了用于煤矿井下支护设备单体液压支柱活柱、油缸零件校直的C形开式结构液压校直机工作原理、结构设计及其主要特点,并对其液压系统作了简要说明。     

基于地应力测量的综放沿空顺槽合理护巷煤柱尺寸的数值模拟研究

 地应力是地下工程围岩变形、破坏的根本渊源,地应力的大小和方向是进行地下各种岩土工程稳定性分析的主要依据。综采放顶煤是目前厚煤层普遍采用的开采方法,合理的护巷煤柱尺寸不仅对工作面提高煤炭回收率,而且对消除因煤柱引起的灾害和不利影响具有重要意义。本文针对姚桥煤矿具体地质技术条件,采用空芯包体应力解除测量技术在－650水平东七煤仓附近的7#煤层老顶砂岩中进行了地应力测量,分析得出了三维地应力结果。在此基础上,采用数值模拟计算方法,对姚桥煤矿中央采区7001综放工作面沿空顺槽护巷煤柱宽度进行了优化分析,得出了护巷煤柱的合理尺寸。工程实践表明,该方法确定的煤柱尺寸合理、可靠,为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,这对于高地应力区域巷道合理护巷煤柱宽度的留设具有重要参考意义。     

红庙矿护巷煤柱合理留设宽度及支护结构研究与应用

针对赤峰市元宝山红庙矿2621运输顺槽保护煤柱留设问题,通过室内试验测定了煤、岩体的力学参数,采用极限平衡理论与数值模拟相结合手段,分析了围岩的位移和塑性区变化,最终确定了煤柱的合理宽度及巷道支护方案。研究结果表明：煤柱宽度越大,巷道与采空区塑性区范围、位移量越小,巷道越稳定,并最终确定煤柱留设宽度为25 m;2621运输顺槽巷道采用强力约束小煤柱的方法进行加固,即锚索+大钢板+注浆+喷射混凝土的联合加固方法,使得顶底板移近量减少50.3％,左右帮收敛量减少81.0％,说明设计方案可有效控制巷道变形。     

条带开采煤柱支承压力与塑性区分布规律研究

为了对条带开采煤柱支承压力与塑性区分布规律进行研究,采用理论分析、数值模拟及现场监测的方法,通过考虑采空区上覆煤岩体成拱效应,确定出煤柱支承压力分布情况.结合煤柱支承压力分布情况,根据玉华煤矿工程条件,采用ANSYS15.0软件模拟计算不同采空区宽度(100～260 m)、不同工作面埋深(400～600 m)的煤柱最大...