孤岛工作面回采合理煤柱宽度研究

针对孤岛工作面开采时两侧煤柱应力集中问题,以山东能源协庄煤矿401工作面为研究对象,通过数值模拟和现场实测研究了孤岛工作面回采时煤柱采动应力和塑性区分布特征。模拟结果表明：当煤柱宽度由10 m增加至40 m时,相邻工作面两侧高应力区范围以及对大巷应力分布的影响逐渐减小,最大水平应力分别降低了13%、10.5%和6.2%;煤柱宽度为10 m和20 m时,煤柱出现塑性破坏失去承载能力;煤柱宽度为30 m和40 m时,煤柱两侧出现塑性破坏,中心未出现塑性破坏,仍具有承载能力;基于模拟结果,确定合理煤柱宽度为30 m,现场监测结果表明,该煤柱宽度可以实现孤岛工作面的安全回采。     

断层保护煤柱合理宽度及工作面合理宽度数值模拟研究

结合某矿井实际地质条件,运用数值模拟软件FLAC3D建立含断层的数值计算模型,分析研究了在不同宽度的断层保护煤柱和不同宽度的工作面相互组合条件下的围岩的塑性破坏情况。当煤柱宽度为60 m时,随着工作面宽度的增加,围岩塑性破坏区一直增大,在靠近断层一侧的顶板岩层塑性破坏较明显,这主要是由于断层周围的岩石比较破碎,围岩强度较低造成的。根据研究结果,确定断层保护煤柱的合理宽度为60 m,工作面的合理宽度为75 m,为断层周围煤层的安全回采提供了一定的科学依据。     

金庄矿孤岛工作面合理煤柱宽度分析

为保证安全开采,以金庄煤矿8204工作面为研究对象,结合工作面工况条件,建立FLAC3D数值模型,模拟了煤柱宽度为4~12 m宽时孤岛工作面巷道围岩变形特性,分析了不同煤柱宽度时围岩煤体内应力场、塑性区宽度、位移变形量等。分析结果表明：煤柱在4～5 m时,煤柱没有自稳能力;煤柱在6～7 m时,煤柱有一定的自稳能力,且其体内的垂直压应力不大;煤柱在8 m时,煤柱体内最大应力达到最大,之后煤柱体内垂直应力随煤柱宽度增加而减少;尽管在煤柱大于9 m时,煤柱体内存在未发生塑性破坏的区域。通过观察煤柱同一高度的水平位移变化,煤柱宽度取值在4～9 m时,煤柱的水平位移值有较为明显的变化趋势;煤柱宽度取值在9～12 m时,煤柱的水平位移值变化趋势较缓。结合煤柱支撑效果及煤炭回收率,最终确定孤岛工作面的煤柱宽度留设为9 m。     

孤岛工作面沿空掘巷合理煤柱宽度研究

以东峰煤矿3112孤岛工作面回采巷道沿空掘巷工程为背景,通过理论计算得到煤柱宽度为8.28 m,采用UDEC数值模拟确定3112工作面沿空留巷护巷煤柱合理留设宽度为9 m,工业试验取得了良好的应用效果。     

综采工作面区段煤柱合理宽度研究

通过对西曲矿2#综采工作面区段煤柱合理宽度的留设理论分析,根据煤柱保持稳定的基本条件对工作面煤柱合理宽度进行了理论计算,应用FLAC3D软件对其进行了模拟计算。结果表明:理论计算结果与模拟结果相吻合,为类似区段煤柱合理留设提供依据。     

李村煤矿大采高工作面区段煤柱合理留设宽度研究

针对李村煤矿大采高工作面分区段开采的特征,为了确定其合理的区段煤柱留设宽度,综合现场实测和数值模拟,对煤柱稳定性进行了分析,模拟不同宽度煤柱下,其围岩垂直应力分布、支承压力分布特征及屈服破坏程度。结果表明:李村煤矿大采高工作面合理的区段煤柱留设宽度应为20 m,较原先设计宽度而言,有效提高了工作面回采效率。     

孤岛工作面回采巷道护巷小煤柱合理宽度的确定

为了确定1402孤岛工作面护巷小煤柱的合理宽度,通过相关计算得出,煤帮内支承压力峰值距煤壁12.04m。为确定合理支护宽度,建立了煤柱宽度为5m、7m、9m和11m四个模型,分析其塑性区域分布图、垂直应力分布图,并结合经济合理性,最终确定煤柱宽度为7.0m。     

综放工作面区段煤柱合理宽度的数值模拟研究

为了有效测定厚煤层工作面的煤柱合理宽度,针对1208工作面生产地质条件,采用理论计算和数值模拟相结合的方法,对合理的煤柱宽度进行了研究。通过理论计算,初步确定了区段煤柱留设25 m,运用数值模拟分析了区段煤柱内应力分布规律,在煤柱宽度在15~22 m时,应力值处于“谷底”,且处于弹性区。现场应用表明,巷道顶底板移近量最大为169 mm,两帮移近量最大为383 mm,巷道维护效果好,煤柱稳定。研究成果可为该矿后续的工作面区段煤柱尺寸留设提供借鉴。     

石港煤业双巷掘进工作面煤柱合理宽度研究

煤矿开采过程中煤柱的稳定性是回采巷道稳定的关键,煤柱尺寸留设是影响煤柱稳定的重要因素,但煤柱尺寸较大也会造成煤炭资源的浪费。为了确定合理的煤柱宽度,以石港矿9号煤层9110回风巷及辅助进风巷掘进工作面为研究对象,采用工程类比和数值模拟的方法,结合其地质及开采条件,对9110工作面双巷掘进煤柱的合理宽度进行研究分析,初步确定煤柱的合理宽度,为石港矿9号煤层及其他类似工作面煤柱宽度的确定提供技术经验。     

煤矿工作面小煤柱留设宽度研究和支护优化

为合理设计某矿小煤柱宽度以降低煤炭损失率,采用关键层理论、极限平衡理论等分析方法,结合FLAC^3D数值模拟以及现场矿压监测研究方法,综合得出小煤柱合理宽度为12 m。基于围岩变形耦合控制理论对煤柱侧支护、采面侧支护等进行优化设计,有效控制了围岩变形和矿压。     

冲击地压矿井采区下山保护煤柱合理宽度研究

留设合理宽度的采区下山保护煤柱是防范采区下山发生冲击地压的关键。为探讨冲击地压矿井采区下山保护煤柱宽度的确定方法,以李楼煤矿采区下山保护煤柱合理的宽度确定为工程背景,运用矿压理论研究了工作面向采区下山推采过程中覆岩运动规律、支承压力演化特征、冲击地压类型及其发生机制,分析了现场工作面推采过程中的微震监测数据和应力动态监测数据,综合确定了李楼煤矿工作面采动影响范围,提出了以防范各类冲击地压为原则的采区下山保护煤柱宽度的综合确定方法,并进行了工程验证。结果表明:①随着工作面向采区下山推进,采区下山保护煤柱宽度逐渐减小,工作面超前支承压力与采区下山侧向支承压力及两翼工作面超前支承压力将发生叠加、集中,震动附加应力与采区下山侧向支承压力叠加程度逐渐增大;②采区下山可能发生静动载叠加型、应力叠加型和蠕变型等3类冲击地压;③工作面超前、滞后采动影响距离为235 m,侧向采动影响距离为105.5 m;④从防范采区下山动静载叠加型、应力叠加型和延后蠕变型冲击地压的角度,综合确定李楼煤矿采区下山一侧保护煤柱宽度应不小于235 m。回采后期现场监测结果与收尾情况初步验证了当前李楼煤矿采区下山一侧保护煤柱240 m的合理性。     

煤矿区段窄煤柱合理留设研究

本文以中兴煤矿的实际情况为基础,通过理论分析的方法研究1401工作面留窄煤柱沿空掘巷的合理性和可行性,确定了窄煤柱的留设原则,并通过数值模拟进一步优化了留窄煤柱的合理尺寸。     

综放开采合理护巷煤柱宽度研究

根据新柏矿"两软一硬"复合顶板的5#煤赋存状况,通过理论分析和数值模拟,对不同煤柱宽度时沿空掘巷系统围岩应力分布和破坏特征进行了研究,对不同煤柱宽度时的巷道系统进行了综合分析和评价,确定了相邻工作面区段沿空掘巷留设煤柱的合理宽度,对类似综放沿空掘巷煤柱合理宽度的确定具有参考价值。     

天池矿工作面瓦斯尾巷煤柱尺寸探讨

厚煤层高瓦斯综放开采工作面瓦斯尾巷与回风顺槽之间煤柱宽度的大小直接影响采区回收率和安全。为了科学合理经济安全地留设瓦斯尾巷的煤柱，本文针对兖州煤业山西能化公司天池矿开采15＃煤层的赋存条件，通过矿压观测、模拟分析等手段对工作面瓦斯尾巷尺寸进行了分析，以便对工作面设计提供指导性意见。     

深部高应力双巷布置工作面煤柱宽度合理性研究

为确定深部高应力双巷布置工作面合理巷间煤柱宽度,提高巷道煤柱稳定性及资源回收率,以园子沟煤矿1022101工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟的研究方法,掌握巷道巷间煤柱应力分布规律,确定深部高应力巷间煤柱侧向支承压力分布特征,并采用FLAC3D数值模拟分析了工作面多次回采影响下的不同宽度(7m、10m、...     

五阳煤矿孤岛综放工作面合理护巷煤柱宽度研究

为确定五阳煤矿"孤岛"综放工作面合理护巷煤柱宽度,控制回采巷道变形破坏,以7603工作面为工程背景,采用三维有限差分软件FLAC3D,对不同护巷煤柱宽度条件下的回采巷道围岩应力分布和塑性区发育特征进行了模拟分析,结果表明:该工作面合理的护巷煤柱宽度为22.5m。     

煤矿地下水库煤柱坝体宽度设计

地下水库储水技术已成为西部矿区实现煤炭高效开采与水资源保护并重的重要途径之一,而煤柱坝体的稳定性是地下水库设计中极其重要的部分,对地下水库稳定性起决定性作用。煤柱坝体既要保证煤炭安全开采,也要保障地下水库安全运行。地下水库煤柱坝体的稳定不仅与埋深、采动应力、地质构造等工程地质条件有关,也与水作用下的弱化作用密切相关。为研究煤矿地下水库煤柱坝体在水作用下强度弱化规律,选取西部矿区麻地梁矿5煤为研究对象,开展煤样无损浸水试验和不同含水率及反复浸水条件下单轴压缩试验。研究得到:不同含水率的煤样在0～20 h内,含水率快速增长; 20 h之后,含水率增长变缓,在20～70 h,含水率慢速增长;在70～140 h,煤样含水率增长接近稳定;煤样含水率随着浸水时间的增加而增加,但增幅逐渐减少,最终趋于稳定;随着含水率(浸水次数)的增多,煤样单轴抗压强度逐渐降低,峰值应变逐渐增大,弹性模量逐渐降低。相较于干燥煤样,初次饱水煤样、浸水3次煤样单轴抗压强度分别降低了27.1%,50.0%,弹性模量分别降低34.6%,58.5%。结合实验室试验结果,运用弹塑性力学理论探讨了煤柱坝体在不同含水率下破坏区、塑性区宽度,开展了考虑覆岩压力、水压力以及水的弱化作用下煤柱坝体宽度设计研究,并结合麻地梁矿的工程地质条件,对其地下水库坝体的宽度进行了设计。同时,进一步分析了煤柱坝体宽度的影响因素,得到含水率、埋深、煤层采厚均对煤柱坝体宽度有很大影响。     

北皂煤矿工作面顺槽设计研究

基于北皂煤矿现有的回采设备,解决在软岩条件下综放工作面顺槽的层位如何选择最有利于巷道支护和顺槽断面通过什么方法、途径缩小到最小程度,使其既满足了顺槽各种功能的要求,又满足了《煤矿安全规程》和现场支护的要求,达到了有利于巷道稳定,有利于提高掘进速度,降低支护成本的目的。