条带开采留设煤柱置换开采方法的数值模拟研究

如何在不影响地表建筑物的前提下,对条带开采留设煤柱进行再次开采,提高煤炭资源的采出率是煤矿开采面临的技术难题。本文利用UDEC数值模拟软件,对采用在条带开采留设煤柱内开挖充填置换巷道的开采方法进行了数值模拟,研究得出:在回采率为40%的条带开采基础上,置换开采可将回采率提高10%,且没有破坏煤柱和上覆岩层的稳定性;充填巷的条数要控制在两条以内并且要集中布置在留设煤柱中央;对于多个留设煤柱应采用顺序开采等结论。     

利用矸石充填置换开采条带煤柱的新技术

提出了在煤柱中掘进巷道并利用矸石回填以置换开采出部分条带煤柱的新技术.研究了条带开采后煤柱中充填巷的布置位置、数目,并分析了置换开采前后上覆围岩的稳定性.提出在条带煤柱集中布置2条宽4.0 m、高5.0 m的矸石充填巷,巷间煤柱宽4.0 m,并进行了工程实践.结果表明,提出的矸石置换开采技术可有效控制地表变形在I级的前提下,置换开采出条带开采留设煤柱的15%左右的煤量,同时实现矿井矸石井下处理,做到矸石不上井.     

条带充填开采煤柱宽度和开采宽度的确定

文章通过对条带充填开采煤柱载荷和煤柱强度的理论分析,提出了条带充填开采所需留设的合理煤柱尺寸及开采宽度。     

近距离煤层群综放开采区段煤柱稳定性研究

为解决龟兹矿业5号与3号近距离煤层重复采动影响下区段煤柱失稳难题,利用模拟试验结合工业性试验的研究手段,探究了区段煤柱在重复采动作用下的应力演化规律和区段煤柱尺寸因素作用下的围岩应力分布情况,阐释了区段煤柱宽度因素作用下巷道围岩损坏及位移规律。结果表明:近距离煤层重复采动作用下,设计煤柱宽度超过6 m有利于提高区段煤柱稳定性。研究成果在龟兹矿业进行了工程应用,对A502运输巷围岩变形情况进行了实测,实测结果验证了研究成果的有效性。     

条带开采充填对煤柱稳定性影响分析

基于莫尔-库伦强度理论及煤柱强度经验公式,推出了不同充填率引起煤柱强度增量的计算公式,提出了界限充填率的概念,分析了条带开采充填对于煤柱宽度的影响。结合实例,得出充填提高煤柱强度、减小煤柱宽度、利用界限充填率的概念,为煤柱尺寸优化及支护手段的选取提供参考。     

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。     

条带式充填开采技术在煤柱回收工作中的应用

条带式充填开采技术是一种在保证井下巷道、设备以及地表稳定的前提下进行煤炭资源开采的技术。文中以韩王煤矿二水平大巷煤柱回收工作面为背景,详细介绍了条带式充填开采技术在煤柱回收工作中的应用及关键技术,有利于该技术在相似条件矿井中的推广应用。     

置换条带开采中充填体强度分析

为了进一步提高煤炭资源的采出率、实现安全开采,通过对原建筑物下以及水体上留设条带煤柱的水文地质条件分析,提出了利用高水材料充填置换煤柱进行二次复采的技术思路;并基于工程力学对充填体强度及其安全性进行了分析研究。结果表明,采用全采全充方式、充填体材料强度大于2 MPa、复采的工作面宽度20 m、充填体与小煤柱的宽度为25 m的情况下,可以实现建筑物下与承压水上安全开采。     

煤矸石充填开采残余条带煤柱应用研究

刘村煤矿研究采用新型充填技术,使用煤矸石作为充填材料之一,开采条带残余煤柱,既能减少了煤层开采技术难题,解决充填矸石来源,同时解决矿井地面矸石山处理费用问题,实现了绿色充填开采。     

矸石充填置换条带遗留煤柱技术

针对建筑物下条带开采遗留的煤柱资源、掘进矸石提升并堆积到地表2大难题,提出了巷道不等强完全充填开采技术。分析了顶板稳定性及其破坏失稳机理,计算出了顶板挠曲增大、发生非控制位移的条件。采用三维数值软件对条带开采和煤柱回收后上覆岩层位移、应力传递规律进行了对比,发现条带煤柱矸石充填开采矿压显现不明显,地表变形在一级破坏范围内。     

基于FLAC3D的煤矿巷道锚杆支护技术研究

对煤层及顶底板围岩基本情况进行简要介绍的基础上,利用现场试验方法测量得到了锚杆的拉拔力。基于FLAC^3D软件程序分析了锚杆排距对巷道围岩稳定性的影响规律,发现当锚杆排距和间距为1.10 m和0.95 m、锚杆长度为2.40 m时,巷道围岩具有良好的稳定性并且施工成本最低。根据模拟分析最优结果,对锚杆支护技术方案参数进行了详细设计,两帮部位分别设置3根锚杆,顶板部位设置6根锚杆和2根锚索,同时利用金属网进行防护。将设计的锚杆支护技术方案应用到实践中,对各项围岩稳定性指标进行连续监测发现,支护效果良好,能够确保煤矿生产的安全性。     

大倾角综放开采覆岩应力分布及破坏规律研究

采用FLAC^3D数值计算软件对吉新煤矿大倾角综放工作面开采进行数值分析,得出覆岩应力、支承压力及空间应力场分布规律,并对采场空间位移及破坏场进行分析,围岩破坏场特征呈非对称特点。提出顶煤放出及顶板控制的指导性建议,为现场开采提供了科学依据。     

大采深综采工作面支承压力分布规律研究

以淮南矿业集团潘三矿西区1622综采工作面为例,采用理论分析和数值模拟的方法对深井综采工作面支承压力的分布规律进行研究。结果表明,支承压力随着工作面推进距离的增加逐渐增大,当推进距离达到一定数值后,增加的趋势趋于平缓;而且随着支承压力峰值点到煤壁距离的增加,峰值点向煤岩体的深部转移,支承压力的影响范围逐渐扩大。最后对工作面前方的支承压力进行观测,观测结果与理论分析和数值模拟的结果比较吻合。     

煤矿高预应力、强力锚杆巷道支护技术研究

针对高应力巷道围岩变形的流变性、扩容性和冲击性等特点,分析了高预应力、强力锚杆支护理论技术,采用有限差分数值模拟软件FLAC^3D分析了锚杆与锚索预应力引起的应力场分布特征与影响因素,研究了支护工艺,进行了工业性试验。研究得出,采用巷道高预应力、强力锚杆支护技术,巷道掘进速度不仅大大提高,施工后的巷道围岩稳定性也得到了有效改善,实现了巷道的一次成巷,避免了二次支护,促进了高产、高效矿井的实现。     

膏体充填回收孤岛煤柱围岩控制技术研究

随着煤矿的长期开采,各种孤岛煤柱的安全、高采出率回收成为矿井亟待解决的难题。针对朱村矿东一下山保护煤柱回收难题,采用膏体充填法进行回采。分别从工作面液压支架与围岩的相互作用关系及支护强度要求、充填期间“充填体—上覆岩层”支撑结构体系的稳定性和充填体强度要求以及充填率对地表开采沉陷的影响3方面进行了分析研究。通过采用膏体充填开采,工作面巷道围岩稳定,上覆岩层无明显裂隙离层发育,表现为随工作面开采整体缓慢下沉状态;按开采高度2.5 m计算,地表下沉系数为0.137,地表建筑物在Ⅰ级损坏之内。     

山西霍尔辛赫煤矿3207大采高工作面顶板垮落规律研究

为了深入研究霍尔辛赫煤矿3207大采高工作面顶板垮落特征及其控制,理论计算了3207大采高工作面顶板各岩层载荷、初次垮落步距、周期垮落步距等参数,并利用FLAC^3D数值模拟分析了顶板各岩层垮落特征,从而得到了3207大采高工作面顶板的垮落规律。     

基于高强锚注支护技术的巷道稳定性研究

为了对巷道进行有效支护,研究了高强锚注支护对巷道稳定性的研究,分析了高强锚注支护系统,主要是对新型中空注浆锚索、中空注浆锚杆、水泥注浆添加剂以及施工设备的分析。采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了不同锚注条件下塑性区、应力分布,并进行了现场试验。研究得出,高强锚注支护能够有效控制巷道围岩。     

水力冲孔卸压增透技术研究

为了增加煤矿瓦斯抽采量,缩短瓦斯抽采时间,理论研究了水力冲孔破煤机理,对喷嘴进行了选型;采用FLAC^3D数值模拟软件,模拟分析了水力冲孔后煤体应力、位移分布及不同孔径下煤体应力和位移的关系,并进行了工业试验,采用水力冲孔技术后,瓦斯抽采效果明显。研究为有效防范煤与瓦斯突出提供了技术支持。