对合理留设保护煤柱的分析探讨

对现行的保安煤柱留设方法进行了分析，提出新的改进意见，可供参考。     

张家峁煤矿水库周边开采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4-2煤层大规模开采现状,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现场实测和理论计算,得出张家峁煤矿常家沟水库周边4-2煤层开采保护煤柱合理宽度为25 m。     

条带开采断层煤柱留设的研究

从岩移控制的关键层理论出发，应用离散单元法对沛成矿条带开采断层煤柱留设进行了研究，条带开条断层煤柱留设的是使关键层处于两端简支状态。据此确定沛城煤矿ｆ１０断层煤柱留设宽度为４０ｍ。     

基于固体充填开采的井筒保护煤柱留设方法研究

为解决固体充填开采工业广场煤柱时井筒保护煤柱的合理留设问题,根据井筒破坏特性,对充实率、井筒保护煤柱尺寸等充填开采条件下影响井筒失效主控因素进行分析,提出了基于充实率控制的井筒保护煤柱留设原理;以此为基础,分析了垂直剖面法、科瓦尔契克概率积分法及ABAQUS数值模拟法等井筒保护煤柱留设方法,并提出了剖面法设置煤柱边界,理论计算与数值模拟相结合逐渐缩小边界的充填开采井筒保护煤柱综合留设方法及设计流程,并将此方法应用于百善煤矿充填开采回收工业广场煤柱,得到不同充实率条件下井筒保护煤柱范围划分.结果表明,固体充填开采充实率控制在80％以上,以留设半径154 m井筒煤柱计算,至少可安全解放出煤炭174.5万t.     

煤炭地下开采保护煤柱留设问题研究

针对煤矿设计、环境影响评价中保护煤柱留设存在的主要问题,从保护煤柱留设的基本原理出发,提出了保护煤柱留设角的概念,分析研究结果表明,采用保护煤柱留设角留设保护煤柱,可有效针对不同保护对象科学合理计算保护煤柱范围,既保护了敏感目标,又避免了煤炭资源浪费。     

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。     

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。     

常村井田王庄村合理留设保护煤柱的探讨

煤矿在井下开采过程中,局部区域上部的各种建筑物和构筑物会受到采空区上覆岩层移动造成变形或破坏。虽然近年来压煤开采技术取得了很大的进步,但是在对矿区内的一些不宜搬迁的住宅区和村庄等,仍然采用留设保护煤柱的方法加以保护。留设保护煤柱就意味着放弃部分煤炭资源的开采,因此,在保证结构稳定的同时,又要减少煤炭资源的损失,就是要合理留设可靠的保护煤柱。     

采区巷道合理煤柱留设与模拟研究

采区巷道合理煤柱的留设关系到巷道稳定性以及巷道的维护和正常使用,通过理论计算和数值模拟,分析了不同宽度煤柱条件下3条采区大巷的围岩变形规律以及应力分布规律,得出了布置39采区工作面的合理位置以及距离采区巷道煤柱尺寸的合理宽度,为具有类似条件的巷道掘进和布置提供参考。     

深部矿井合理停采线煤柱尺寸研究

对梁宝寺煤矿3200采区3206工作面,采用数值模拟、现场实测和理论分析的方法,研究得出了工作面支承压力影响范围和峰值,分析得出了动压作用下工作面保护煤柱留设影响系数及其权重,合理计算了工作面停采煤柱大小,得出了深部矿井合理停采线煤柱尺寸。     

采区区段煤柱合理宽度确定

区段煤柱合理宽度的确定是影响回采工作面安全和回采率的重要因素。以兴裕煤矿为研究背景,采用工程地质调查、FLAC3D数值计算等手段提出该矿区段煤柱的合理宽度为25~30m,通过安装煤壁应力计对煤柱护巷效果进行监测分析,得出留设区段煤柱的尺寸是合理的。     

倾斜煤层防水煤岩柱尺寸留设的技术优化研究

采用传统方法对4#煤层需要留设的防水煤岩柱尺寸进行计算,分析结果认为传统方法对于倾斜煤层防水煤柱中央弹性核区存在重复计算的问题,因此造成留设的防水煤柱尺寸偏大。为了改善传统方法存在的弊端,在保证安全的前提下对4#煤层屈服区尺寸进行计算并考虑覆岩移动角度的影响,得到设计方法优化后的防水煤岩柱尺寸。为了进一步提高采区回采率,综合分析煤柱留设的共性问题,提出巷道布置的优化方案。研究结果表明,设计优化后留设防水煤柱的尺寸仅为原方法的42.42%,综合起坡段带来的三角煤损结合防水煤岩柱尺寸,优化后的煤炭损失仅为原方法煤炭损失的45.42%,按照采区设计的推进长度计算,相邻工作面之间可多采出煤炭资源近1.58 Mt。另外,优化方案中起坡段回采工艺可以改善工作面倾角大带来的设备稳定性的问题。     

基于采动应力边界线的顶板巷道保护煤柱留设方法

针对平顶山一矿31010工作面回采期间顶板丁戊三乘人巷严重变形的问题,通过现场实测和数值模拟研究了巷道变形的原因及保护煤柱留设的问题。结果表明：工作面回采后,上覆顶板岩层中的应力发生改变,将应力值等于1.05倍原岩应力的点构成的曲线定义为采动应力边界线。采动应力边界线由开采煤层向上覆岩层呈外扩式发展,采动应力边界线距开采边界的水平距离随着距开采煤层高度的增大而逐渐增大,但增大趋势逐渐减小。采动应力边界线内侧岩层应力出现增压区和减压区,而外侧岩层仍处于原岩应力状态,采动应力边界线是划定工作面上覆岩层是否受工作面回采影响的边界线。目前顶板巷道保护煤柱宽度是按岩层移动角进行设计的,没有体现内部岩层移动变形及应力特征,导致顶板巷道保护煤柱宽度不合理而出现破坏,为此提出了基于采动应力边界线的顶板巷道保护煤柱宽度设计方法。按照此方法设计的平顶山一矿31010工作面顶板乘人巷保护煤柱宽度应为158 m。     

铁路下采煤保护煤柱设计

铁路保护煤柱影响到铁路的安全运营和煤炭开采．针对中井矿铁路压煤严重、煤炭回收率低的问题,采用垂线法对中井矿铁路保护煤柱进行留设,并设计了合理的开采措施与铁路保护煤柱相配合,通过地表沉陷预计对铁路保护煤柱的合理性进行检验．结果表明：中井矿铁路保护煤柱能够有效的控制地表变形,将铁路干线变形控制在国家保护等级范围内,即保证了地下煤炭资源的采出,又不影响铁路安全运营．     

综采工作面保护煤柱带采技术研究

通过带采工作面区段及断层保护煤柱，提高煤炭资源回收率，丰富了回采工艺，为今后区段及断层保护煤柱回收提供了范例和成功经验。     

第四系松散含水层下煤层开采突水危险性及防水煤柱确定方法

通过理论分析提出了松散含水层突水危险系数概念,建立了第四系松散含水层下煤层开采突水危险性评价和防水煤柱留设的理论与方法.研究结果表明,开采煤层顶界至第四系松散含水层底界之间距离减去开采煤层一次采全高形成的冒落裂隙带高度为有效保护层厚度,若有效保护层厚度小于零,第四系松散含水层可能涌入回采工作面,造成顶板突水.若有效保护层厚度大于零,其突水危险性采用松散含水层水压与有效保护层厚度之比值,即松散含水层突水危险系数来评价.在此基础上,提出了根据松散含水层内的水压值确定保护层的厚度和合理的防水煤柱值.采用该方法对开滦东欢坨井田8煤层开采时第四系松散含水层的突水危险性和防水煤柱进行了评价,评价结果与实际相吻合.     

杭来湾煤矿保护煤柱优化设计研究

缺少岩移参数的矿井对保护煤柱宽度的计算主要来自《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的经验公式,但是不同开采条件下保护煤柱的计算结果差异明显,如何合理留设保护煤柱对于提高矿井资源回收利用率和经济效益具有重要意义.杭来湾煤矿30109—30110工作面切眼地表上方有一处陵园,计划将敬天陵园压覆的区域留设...     

不整合地层下开采防水煤柱合理宽度的研究

开采煤层与富含水的第四系呈角度不整合接触。煤层开采时,为防止覆岩导水裂隙带在侧面与第四系连通,需留设一定宽度的横向防水煤柱。用数值模拟方法对防水煤柱留设宽度取经验值时,导水裂隙带的发育特征进行了分析。数值结果表明,经验值留设宽度下,导水裂隙带已经在侧面方向与不整合面接触。假设工作面两侧导水裂隙带的形状为半圆弧,对竖向防水煤柱的经验公式进行修正,提出横向防水煤柱留设宽度的计算公式,为不整合地层下开采横向防水煤柱的留设提供了依据。在计算出的横向防水煤柱留设宽度下,通过控制工作面宽度,使导水裂隙带在竖直方向上不与第四系连通。