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.     

文明煤矿采区下山保护煤柱合理尺寸计算研究

为了留设合理的采区下山保护煤柱,采用理论分析与计算机数值模拟两种手段展开研究,确定采区下山煤柱的留设准则,即在考虑双侧采动的前提下,尽可能将采区下山布置在原岩应力区内。并结合实际工程背景条件下,对采区下山保护煤柱的留设宽度进行计算,得到采区下山保护煤柱尺寸不小于33.8m,为了验证理论计算的合理性,采用计算机数值模拟,通过分析不同尺寸煤柱的支承应力峰值、塑性区分布范围与支承应力分布范围,最终确定40m宽的煤柱最为合理。     

区段煤柱内沿空掘巷窄煤柱留设尺寸研究

为了解决区段煤柱内沿空布置瓦斯通排巷时合理确定留设煤柱尺寸的问题,以白芨沟煤矿布置010203工作面瓦斯通排巷为工程背景,通过采用理论计算、现场实测与数值模拟相结合的方法,对区段煤柱应力分布特征展开研究。结果表明：引用内应力场理论求得区段煤柱侧内应力场宽度为8.35m;基于现场实测结果分析得出内应力场分布范围约距采空区0-7m;运用FLAC3D软件对留设不同窄煤柱尺寸下区段煤柱内应力分布、巷道围岩变形特征展开深度研究,得出区段煤柱内合理窄煤柱尺寸的确定方法;最终结合该矿实际情况确定窄煤柱留设合理尺寸为5m。     

相邻采空区煤柱采动应力变化规律研究

为了研究回采过程中相邻采空区工作面不同尺寸煤柱中的采动应力变化规律,针对兴隆庄煤矿七采区冲击地压防治的实际需要,采用离散元数值模拟研究了相邻采空区煤柱的采动应力、塑性区和顶板下沉量变化规律。研究表明:开采过程中所留设的煤柱,受两侧采空区的影响而产生压力叠加,形成较高的煤柱支承压力;随着工作面的推进,煤柱中的双峰应力逐渐合二为一,应力峰值并逐渐增大,在煤柱附近及其上下方的应力集中区内,最容易产生冲击地压。实践证明:模拟结果与现场实际基本相符。     

条带开采区与全采区隔离煤柱稳定性研究

根据Wilson煤柱载荷理论,推导出了条采区与全采区隔离煤柱所承受实际载荷的计算公式.根据煤柱稳定性评价原则,通过实例分析,得出在进行条带开采设计时,不仅要进行留设条带煤柱的稳定性校核,还要对条采区与全采区隔离煤柱进行稳定性评价,不能错误地把条带煤柱宽度作为隔离煤柱宽度进行设计,以保证隔离煤柱的长期稳定性.     

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。     

遗留煤柱下近距离特厚煤层临空掘巷合理煤柱尺寸北大核心

选择合理的护巷煤柱尺寸是临空掘巷成功和安全的前提;以某矿30503工作面为背景,采用理论分析、数值模拟和现场实践相结合的方法,对上覆遗留煤柱和本煤层相邻采空区条件下临空掘巷区段煤柱的合理尺寸进行了研究。结果表明:通过理论分析遗留煤柱沿底板应力变化规律,确定区段煤柱留设尺寸范围应在7~10 m之间;运用数值模拟分析了不同煤柱宽度条件下临空巷道煤柱应力和变形破坏规律,综合理论分析和数值模拟得出留8 m煤柱合适。现场监测结果表明,留8 m煤柱时,临空巷道顶板最大变形量为359 mm,两帮变形量为66 mm,巷道围岩变形稳定,能够满足现场实际生产要求。     

采空区边缘下方回撤通道护巷煤柱合理宽度研究

为了研究浅埋近距离煤层中下煤层回撤通道护巷煤柱合理留设宽度,采用理论分析、相似模拟和数值模拟的研究方法,研究了下煤层回撤通道护巷煤柱覆岩结构特征,确定了采空区边缘下方回撤通道护巷煤柱合理留设宽度。研究表明:在上煤层开采完毕后,由于上煤层停采线煤柱的原因,下煤层回撤通道因布置位置不同将造成护巷煤柱的覆岩结构存在较大差异,从而导致煤柱所承载的荷载出现不同;在煤柱宽度留设时,从采空区压实区到卸压区应逐渐减小,从卸压区到上煤层实体煤下应逐渐增大,采空区压实区煤柱宽度应小于实体煤区。通过建立工况条件下采空区边缘下方回撤通道数值模拟模型,确定了护巷煤柱合理留设宽度为18 m。     

高河矿E1316综放工作面煤柱稳定性研究

高河能源3号煤层工作面矿压显现强烈,以往采用的小煤柱沿空掘巷及柔模支护沿空留巷工艺,均存在巷道两帮变形大,底鼓严重问题。为了研究3号厚煤层工作面区段煤柱留设的合理宽度,以E1316工作面为研究对象,通过数值模拟分析了E1315采空区侧向支承压力分布规律,揭示了沿空巷道的合理留设尺寸。采用Gaddg公式理论验算了区段煤柱留设的合理性。结果表明,留设35 m的煤柱,能够避开采空区应力集中范围,保证巷道的稳定性。     

腾晖煤矿护巷煤柱合理留设尺寸研究

针对腾晖煤矿大巷护巷煤柱缺乏具体设计依据的问题,根据极限平衡理论计算出一采区回风大巷留设合理煤柱的尺寸不小于56.87m。利用数值模拟方法对一采区回风大巷的护巷煤柱尺寸进行研究,分析了在不同护巷煤柱尺寸状态下的垂直应力分布特征和护巷煤柱塑性破坏分布特征。研究结果表明:一采区回风大巷留设50m护巷煤柱时,既能保证回风大巷的稳定性,又可多回收煤炭资源。经现场实践验证,当2-105综放工作面推进距回风大巷60m时,钻孔应力计压力表数值开始上升,表明此时回风大巷将受到2-105工作面的超前支承压力的影响,即留设60m的护巷煤柱对维护一采区大巷的稳定性较为有利,此监测结果与研究得出的57m煤柱基本一致。