孤岛煤柱工作面两巷支护数值模拟研究

该文以某煤矿一采区北部建筑物下条带煤柱开采为工程实例,在现有的建筑下开采和煤柱回收技术的基础上,把巷道支护作为研究对象,利用FLAC模拟条带工作面回采巷道围岩受力、锚杆受力变形情况,对比分析各支护方案的支护效果,并确定巷道初步支护方案,为设计该地区最终合理的条带煤柱回收方法,提供理论支持。     

特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱宽度及控制技术研究

为了提高特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱及巷道围岩稳定性,以唐家会煤矿61102特厚煤层孤岛综放工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的研究方法,对特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱合理尺寸及巷道支护方式进行了研究,结果表明：采用应力极限平衡理论和内应力场分布规律,以及有限元法对比不同煤柱宽度的塑性区及应力分布特征,确定出孤岛综放工作面沿空护巷煤柱宽度为21 m;采用锚网索+钢筋梯子梁+钢带的联合支护方式,可以有效减小沿空巷道围岩移近量,显著提高沿空巷道围岩的整体稳定性。研究结果可为类似地质生产条件下的矿井提供参考依据。     

孤岛煤柱工作面沿空送巷支护技术

通过孤岛工作面沿空巷道支护技术研究,成功地解决了查庄煤矿孤岛煤柱工作面沿空窄煤柱施工巷道压力大、维护困难、修复工作量大等技术难题,取得了可观的经济效益。     

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。     

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。     

孤岛工作面护巷煤柱稳定性分析

根据河南某矿3上、3下煤开采形成的31706、31707孤岛工作面概况,结合理论分析、UDEC软件数值模拟等手段,对孤岛工作面开采之后护巷煤柱应力的分布状况进行了研究与模拟分析。结果表明,留设16m护巷煤柱时,煤柱两侧均发生塑性破坏,但中部存在弹性区,煤柱不会发生整体坍塌,但是由于破坏较严重,在回采工程中可对煤柱采取注浆加固等措施,以保证煤柱的稳定性。     

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。     

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8.28m,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9m,工业试验取得了良好的应用效果.     

孤岛煤柱工作面开采沿空送巷支护技术应用

查庄煤矿通过孤岛工作面开采沿空巷道技术研究,成功的解决了孤岛煤柱工作面沿空窄煤柱施工,巷道压力大,维护困难,修复工作量大的技术难题,取得了可观的经济效益。     

晋普山煤矿孤岛工作面锚杆支护技术研究

针对晋普山煤矿10504孤岛工作面安全回采问题,基于晋普山煤矿3号煤巷道的地质力学条件,运用FLAC3D对该工作面运输巷的围岩稳定性及受采动影响规律进行了系统的研究,确定了工作面运输巷的支护参数。通过对运输巷的综合监测,顶底板和两帮移近量得到了有效的控制,验证了该支护系统的科学性、合理性,确保了巷道支护的可靠性,保证了矿井的生产安全。     

孤岛工作面小煤柱合理尺寸与支护研究

针对特殊的孤岛工作面伴随冲击地压现象的煤柱留设及巷道支护问题,对工作面上覆岩层"T"型结构稳定性特征进行了分析,计算出小煤柱理论最小宽度。运用UDEC数值模拟比较了留设不同煤柱尺寸下采场围岩的稳定性,并对30222工作面回采巷道进行锚喷注浆支护。研究表明:"T"型结构的稳定性决定了小煤柱尺寸的留设,留设不同宽度煤柱时,采场矿山压力显现有较明显的差异。针对30222孤岛工作面,留设7m宽度的小煤柱时,矿山压力显现相对较缓和,锚喷支护后,护巷煤柱和回采巷道顶底板的相对变形量均较小,效果明显。     

追采动工作面小煤柱护巷分段控制技术研究

为解决孤岛工作面小煤柱沿动压区掘进巷道所面临的各种问题,如采动影响时间长、范围大、变形严重等,基于FLAC3D,分析研究1405工作面采动影响下1404运输巷围岩变形破坏规律,确定1404运输巷里段(滞后1405工作面掘进)滞后1405工作面的距离及1404运输巷外段(与1405工作面对头掘进)进入1405停采线的距离。以此为指导,提出了"锚网喷、架棚、锚架"分段支护加固及修复方案设计,认为停采后稳定时间大于55d进行巷道修复比较有利,有效控制了追采动工作面小煤柱沿空掘巷的变形破坏。     

大采高综放采面停采支护技术研究

大采高综放回采技术作为一项高效的煤炭开采技术多年来在全国各大矿区获得广泛应用。但其停采时间长、支护难度大的问题也一直是困扰矿井安全生产的难题之一。本文结合高阳煤矿工程实践,设计了合理的停采支护方案,在大幅度缩短停采支护时间的同时获得了良好的支护效果,有效保障了机道的畅通,确保了搬家倒面工作的顺利进行,提高了矿井经济效益、社会效益。     

孤岛工作面开采过断层巷道支护技术研究

以运河煤矿6303孤岛工作面开采过程中,第2带式输送机顺槽联络巷过BF7大断层时巷道围岩控制问题为工程背景,运用FLAC~(3D)软件模拟孤岛、断层及采动应力场对联络巷的影响,分析断层附近出现塑性区和应力集中的区域,以此确定过断层时巷道需要加强支护的范围。在此基础上,提出在应力集中区内采取锚网索带架联合支护。     

煤柱内巷道布置与支护技术研究

针对煤柱内巷道布置及围岩控制的问题,依据极限平衡理论对煤柱进行力学分析,判断煤柱内是否适合布置巷道。然后采用数值模拟和工业性试验的方法,分析对比5种煤柱内巷道布置方案,综合考虑煤柱和巷道围岩的稳定确定最佳方案。工业性试验表明:若巷道布置位置及支护参数选取合理,就能保证煤柱和巷道同时达到稳定状态,试验巷道两帮的最大变形量为350mm,窄煤柱帮的最大变形量为195mm,巷道变形量仅为原来的1/2左右,效果显著。     

庙哈孤矿区浅埋煤层护巷煤柱合理宽度研究（第十届全国采矿学术会议、中国煤炭学会推荐）

针对庙哈孤矿区浅埋煤层护巷煤柱留设宽度的问题,以庙哈孤矿区安山煤矿5-2煤层护巷煤柱为研究对象,采用理论计算、工程类比、相似材料模拟等方法研究护巷煤柱宽度。结果表明：通过弹塑性极限平衡理论计算得出煤柱留设理论宽度为12 m,并对不同煤柱宽度进行了相似模拟研究,参考工程类比结果,确定了庙哈孤矿区安山煤矿护巷煤柱合理宽度为15 m,成果创造了较大的社会经济效益。     

深井大采高工作面窄煤柱宽度设计及应用研究

为解决大采高工作面窄煤柱留设的合理宽度,以亭南煤矿650m采深大采高工作面为研究对象,通过现场实测得到了该矿6m开采高度的煤柱破坏区域,钻孔测压显示:大采高工作面的煤柱具有破碎区、支撑区和保护区的特点,并基于BMP破坏准则,计算了煤柱弹性核区的极限宽度(即支撑区)为4.86m,运用FLAC3D数值模拟的方法,分别对4种不同宽度的煤柱进行分析,最终得出12m宽度的煤柱可以满足井下的安全生产;12m煤柱在应用过程中,206工作面压力减少,巷道移近量不大,风量没有明显地减少。研究结果表明窄煤柱可以满足深井大采高工作面的安全生产。     

回采巷道护巷煤柱合理宽度的研究

运用力学原理对阳煤集团二矿15应用于生产实践,并取得成功,为阳煤集团二矿的安全、高效生产提供了科学的理论依据和技术支持.     

浅埋煤层大采高区段煤柱合理宽度留设研究

以陕北某浅埋煤矿工作面5-2煤为对象,研究浅埋煤层大采高综采工作面区段煤柱的合理宽度问题。通过弹塑性极限平衡理论方法以及FLAC数值方法进行分析,提出5-2煤合理的区段煤柱留设尺寸为16 m。工程实践表明,巷道的顶、底板变形量最大为36.2 mm,两帮移近量最大为38.2 mm,保证了工作面的安全回采。