急倾斜煤层区段煤柱变形规律及应力变化特征

研究了急倾斜煤层开采上覆围岩变形规律及破坏特征,分析区段煤柱的失稳形式,通过FLAC3D数值模拟的方法,对区段煤柱在不同宽度情况下,煤柱的压应力和剪切应力的变化情况进行对比,分析区段煤柱留设对围岩稳定性的影响,得出合理的煤柱留设宽度。     

松动爆破在急倾斜矿井中回收区段煤柱中的应用

应用松动爆破回收急倾斜煤层区段隔离煤柱，达到了预期效果，在同类型矿井提供了借鉴经验。     

倾斜煤层半煤岩沿空掘巷合理煤柱宽度留设研究

针对倾斜煤层半煤岩沿空掘巷围岩产生非对称大变形的难题,以贵州土城矿1509回风巷为例,进行了该类巷道合理煤柱宽度留设研究。基于极限平衡理论建立了倾斜煤层半煤岩沿空掘巷合理煤柱宽度计算模型,结合该矿实际生产地质条件计算得出煤柱合理理论宽度为4.68～5.46m|通过数值模拟分析了5种不同宽度煤柱下1509回风巷围岩塑性区分布、应力及位移演化规律,模拟结果表明：当煤柱宽度为5m时,巷道稳定性较好且能保证矿井的回采率。现场试验结果显示,1509回风巷采用留设5m宽煤柱进行掘进护巷后,巷道轮廓相对完整,变形明显减小,围岩完整性较好,有利于提高倾斜煤层半煤岩沿空掘巷的稳定性。     

倾斜煤层沿空掘巷煤柱变形特征分析

相同地质条件和支护强度下的沿空巷道,由于所处位置不同,受力状况不同,表现出来的巷道变形也不同。倾斜煤层内施工的沿空巷道,较高的一帮比较低侧一帮变形大得多,支护时应区别对待。增加巷帮腰部支护,提升护表支护刚度,可以有效控制帮部鼓出量,减少对肩窝和底角锚杆的断裂破坏。     

区段煤柱下回采巷道围岩变形特征与控制技术

为解决区段煤柱下回采巷道维护困难问题,采用理论分析和现场试验的方法,分析了区段煤柱下巷道围岩稳定性,包括工作面进煤柱、过煤柱、出煤柱覆岩结构失稳及其对回采巷道矿压影响分析,基于此,采用锚网索+单体综合支护技术控制区段煤柱下回采巷道围岩,现场监测了区段煤柱及周围采空区下巷道变形和离层情况.结果表明,区段煤柱下回采巷道变形...     

缓倾斜煤层沿空掘巷窄煤柱合理宽度研究

采用三维数值模拟软件FLAC~(3D)对缓倾斜煤层沿空掘巷进行数值计算分析,探讨采用不同宽度窄煤柱护巷时在掘巷期间及回采期间巷道围岩应力与变形破坏特征,得出合理的窄煤柱宽度为5 m。     

急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度的研究

针对急倾斜煤层巷道放顶煤采煤时区段煤柱高度的留设困难问题,建立了顶煤垮落后的采场力学模型,采用理论分析和数值模拟相结合,分析了顶板压力分布规律提出了顶板挠曲线方程。研究表明:保护煤柱的作用主要是缓冲采空区大块煤矸的冲击,高度应在1~2 m左右;数值模拟结果显示煤柱高度为2.0 m时,下区段上巷位于工作面采动应力降低区,在此位置布置巷道时,巷道围岩应力较小,利于巷道的支护和维护。     

卸压预裂爆破沿空留巷技术在急倾斜煤层中的应用

针对金刚煤矿所开采煤层倾角大、沿空掘巷变形严重、支护困难等问题,提出采用卸压预裂爆破沿空留巷无煤柱开采技术方案,试验结果表明:卸压预裂爆破沿空留巷技术实现了对采场的卸压作用,减少了顶板的变形量,成功地保留了工作面机巷作为下一工作面的回风巷,解决了原沿空掘巷技术巷道变形严重等问题,同时降低了巷道支护和维护费用。     

倾斜煤层沿底掘进综放面煤柱参数实测研究

通过钻孔煤粉量、围岩松动圈、巷道表面位移及顶板动态变化规律的实测，分析确定了平煤集团十三矿合理煤柱留设尺寸。结果表明，在该矿煤层条件下合理的煤柱尺寸可由原来的15m减少到8m。     

采空区下特厚倾斜煤层沿空巷道煤柱宽度研究

为了研究特厚倾斜煤层沿空巷道煤柱尺寸留设的问题,利用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析煤层上采空区底板卸压规律以及采空区下煤层侧向支承压力力学模型,确定合理的区段煤柱宽度应大于11.9 m或区段煤柱与巷道宽度之和小于11.9 m。根据理论计算,设置5组不同煤柱宽度数值模型,分析采空区下特厚倾斜煤层沿空巷道开挖后不同宽度煤柱所受垂直应力以及水平位移变化规律,确定合理的煤柱宽度为6～一8 m。结合理论计算与数值模拟结论,在巷道宽度为5 m的前提下,合理的区段煤柱宽度应小于6.9 m,建议区段煤柱宽度取6 m。     

急倾斜煤层围岩活动规律及煤柱合理宽度研究

为解决七台河新铁矿煤柱宽度留设不合理的问题,基于对该矿采场围岩变形特征的研究,采用数值模拟方法对急倾斜煤层区段煤柱宽度进行研究。结果表明:工作面下端头是受围岩运动影响的集中区域,影响范围30.5 m,应力峰值23.12 MPa;不同煤柱宽度对巷道支护影响较大,工程实践表明采用15 m护巷煤柱,巷道顶板变形量最大值87 mm,底鼓量最大值231 mm,上帮变形量最大值52mm,15 m宽护巷煤柱能有效控制巷道变形。     

近距离煤层群上煤层区段煤柱合理宽度研究

针对近距离煤层群上煤层留设的区段煤柱在煤柱下方形成一定区域的应力增高区,下煤层回采巷道受集中应力影响维护困难、严重影响正常生产这一难题,结合新柳矿地质条件采用UDEC2D数值计算及现场实测研究了煤柱下方底板集中应力分布特征,分析了下煤层回采巷道的布置方式对巷道围岩变形的影响,研究表明:上煤层残留煤柱越大,底板应力集中系数越大;在上煤层残留煤柱集中应力影响和本煤层工作面采动引起的应力重新分布耦合作用下,回采巷道顶底板及两帮移近量接近2000mm,巷道变形破坏严重。提出把巷道布置在采空区下方应力降低区内,减少本煤层区段煤柱宽度以及加强巷道超前支护可保证下煤层巷道稳定。     

基于大范围岩层控制技术的大倾角煤层区段煤柱失稳机理

为了实现大范围岩层控制技术,提高大倾角煤层长壁工作面“R-S-F”系统稳定性,在分析区段采空区围岩失稳机制的基础上,建立区段间围岩失稳模型,研究了区段煤柱的应力分布规律和失稳破坏准则,确定了区段煤柱的合理尺寸。结果表明:大倾角煤层区段围岩联通运移可总结为“挤压-弯垮”与“压垮-倾倒”两种模式。而要实现大范围岩层控制技术,应使区段采空区围岩以“压垮-倾倒”模式进行失稳联通。覆岩结构以“梁-拱组合梁”形式存在时,区段煤柱强度决定了区段采空区的联通运移模式,以“双拱连续梁”形式存在时,区段煤柱尺寸决定了“压垮-倾倒”联通运移模式的矿压显现特征及变形破坏后的采空区三维空间形态。因而大范围岩层控制技术的关键在于区段煤柱的设计。结合区段煤柱自身强度及失稳破坏准则,确定其宽度k须在满足k>kZH条件的同时尽量满足k相似文献   

急倾斜矿井区段煤柱的回收技术

新集三矿属急倾斜矿井 ,在回收区段隔离煤柱中应用松动爆破技术 ,达到了预期效果 ,提高了采区回采率 ,减少了煤炭损失 ,并为同类型矿井提供了经验。     

大倾角煤层区段煤柱合理留设宽度研究

 在现有煤柱宽度理论计算公式的基础上,针对大倾角煤层围岩应力特点,综合考虑煤层倾角、顶板垮落对采空区充填以及在采动时对煤体引起的损伤等多方面影响,推导出大倾角煤层区段煤柱合理留设宽度理论计算公式,并应用于胜利煤矿,取得了良好的技术与经济效果,该研究对确定大倾角煤层区段煤柱合理留设宽度具有参考作用。     

区段小煤柱破坏规律及合理尺寸研究

为了防止煤柱冲击地压现象、改善工作环境并提高回采率,采用现场观测法,分析了沿空掘巷小煤柱以及工作面煤体内应力变化、超前支承压力的影响范围,以及小煤柱煤巷变形破坏规律,并通过数值模拟分析了4种不同宽度煤柱的塑性区变化范围．结果表明,煤柱的破坏情况受煤柱宽度影响较大．小煤柱外边缘,即临近上区段采空区部分受回采影响已基本呈塑性状态;内边缘即靠近本区段煤体部分,在距工作面4m左右开始进入塑性破坏状态;煤柱宽度在6～8m之间时中部存在一定范围弹性核．适合崔庄煤矿条件合理区段煤柱宽度应为6～8m．     

浅埋煤层孤岛工作面区段煤柱宽度优化

为了掌握浅埋煤层矿压变化规律,同时解决因煤柱留设不合理而造成的煤炭资源浪费问题,以榆林双山煤矿308工作面与306工作面为工程背景,通过理论计算、数值模拟及工业性试验等方法,对306工作面区段煤柱合理留设尺寸展开研究。研究结果表明：极限平衡理论分析得出,煤柱内部弹性核区的宽度为3.8 m,区段煤柱极限宽度为11.4 m;数值模拟结果与现场实测数据相吻合。结合工作面实际生产地质条件,确定306工作面合理煤柱留设尺寸为11.5 m,并提出相应的巷道围岩支护方案。研究成果为浅埋煤层区段煤柱的尺寸留设提供了理论支持和技术指导,有助于有效提高煤炭回采率。

     

倾斜煤层沿空掘巷柔性锚杆控制技术研究

倾斜煤层沿空巷道围岩应力状态复杂,围岩控制难度增加。通过理论分析、数值模拟与工程实践相结合的研究方法,对不同倾角下巷道的围岩应力状态、破坏特征及控制技术进行研究。结果表明:随着煤层倾角的增大,巷道两侧侧向支承应力集中峰值不断增大,应力集中区逐渐扩大,且偏载效应明显;提出采用柔性锚杆高预紧长锚固的支护方式,增大巷道的有效承载圈层,确定了不同煤层倾角的2种支护方案。现场矿压观测表明,巷道顶板最大下沉量为22mm,两帮最大收敛变形量为31 mm,沿空巷道围岩结构稳定,整体变形量小,能够为相似条件下的沿空掘巷提供参考。     

新元煤矿9104工作面沿空巷道合理区段煤柱分析

针对新元煤矿9104工作面沿空巷道,综合理论分析、数值模拟的结果,优化了9104煤柱宽度的留设,综合确定了9140工作面区段煤柱合理宽度为9 m。研究结果表明:采用理论分析计算得到沿空巷道煤柱宽度应不小于9 m;采用数值模拟得到当煤柱宽度为6、9、25 m时,煤柱帮及实煤体帮的变形量均较小,但当煤柱宽度为25 m时处在应力升高区,巷道两帮所受垂直应力较大,且煤柱太宽造成了不必要的资源浪费。当煤柱为6 m时,实煤体帮变形较大,综合考虑下9 m煤柱为留设最佳宽度。     

综放工作面区段煤柱合理留设研究

为合理留设某矿综放工作面的区段煤柱,保证回采巷道稳定和提高煤炭资源采出率,采用理论计算、FLAC 3D数值模拟和现场实测等综合研究方法对综放工作面区段煤柱留设进行研究。通过沿空煤体力学状态分析,得出应力极限平衡区宽度为1.77 m,应力降低区位于距巷帮侧8 m范围内,应力峰值影响区位于距巷帮侧8~45 m内,原岩应力区位于距巷帮侧45 m以远;通过理论计算与FLAC 3D数值模拟对不同区段煤柱宽度(3、5、7、10、15、20 m)的应力场和位移场特征进行分析后,确定合理的区段煤柱宽度为5 m;通过现场实际监测对上述研究成果进行了验证。结果表明,当区段煤柱宽度为5 m时,可兼顾煤炭资源回收和巷道优化布置,该区段煤柱留设方法可为类似条件下的工程实践提供依据。