近距离煤层开采遗留边界煤柱下底板巷道采动附加应力计算

上覆煤层开采后,在煤层底板形成原岩应力区、弹性应力增高区、塑性区、卸压区、应力恢复区和压实区等6个区域,上覆煤层遗留边界煤柱附近围岩内形成"椭圆应力拱"结构,前拱脚位于应力恢复区,后拱脚位于弹性应力增高区,上覆岩层载荷通过前、后拱脚传入底板,并对下伏煤层巷道产生附加应力,明显影响到下伏煤层巷道稳定性.基于此,构建上覆煤...     

沿空留巷顶板稳定性分析及其控制

 根据沿空留巷上覆岩层的后期活动规律，将顶板变形视为“给定变形”，建立顶板力学模型，采用变分法，推导顶板下沉量计算公式。依据具体的地质力学参数，验证力学模型的合理可行性，并研究分析顶板下沉量与各影响因素之间的定量关系。通过分析表明，在直接顶弹性模量较大时，巷旁支护阻力的变化对顶板下沉量影响不大；在直接顶弹性模量较小时，巷旁支护阻力对顶板下沉量影响较大。直接顶厚度在3~11.5m范围内变化时，随着直接顶厚度增加，顶板下沉量明显减小。当巷内和巷旁支护阻力较高时，顶板下沉量随着直接顶弹性模量增大而明显增大；当巷内和巷旁支护阻力较小时，直接顶弹性模量的变化对顶板下沉量影响较小。顶板下沉量与巷道宽度、煤层厚度、巷帮塑性区宽度、顶板旋转角度成线性增大的关系，与巷帮煤体残余强度、充填体宽度成线性减小的关系，与巷帮煤体弹性模量成反比例关系。根据各影响因素与顶板下沉量之间的关系，提出巷内支护采用“分期联合支护”，巷旁采用“超前复合加固”等控制沿空留巷顶板稳定性的措施。     

沿空留巷底板变形力学分析及底臌防控

上覆岩层垮落产生的动载荷通过巷帮煤体、巷内支护体以及巷旁支护体传递给底板,造成工作面后方一段距离的沿空留巷底臌变形加剧。为了控制上覆岩层垮落引起的底臌变形,在分析沿空留巷力学环境的基础上,建立底板力学模型,计算出沿空留巷煤帮弹性压缩区、塑性区、破裂区的宽度,以及煤帮对底板的作用力。应用关键层理论,确定顶板硬岩层位置及其破断顺序,以及垮断极限层的层位;采用顶板载荷条带分割法,计算出巷旁支护体对底板的作用力,并引入等效载荷的概念,构建底板等效载荷分布力学模型,将沿空留巷底臌与上覆岩层垮落紧密联系起来,分析上覆岩层垮落对底板的受力及变形影响,推导出底臌变形计算式。研究结果表明:上覆岩层垮落引起的底臌主要是由于塑性区煤体和巷旁支护体下方底板岩层高应力压剪破坏,以及巷道底板和采空区底板在强卸荷条件的拉伸破坏共同影响造成的。基于此,提出了降低塑性区煤体和巷旁支护体传递给底板的作用力,提高采空区冒落矸石对底板的作用力,防止巷道底板岩层拉伸破坏,巷旁支护体宽度、刚度与底板岩层强度相匹配等底臌防控措施,并应用于工程实践。     

回采巷道围岩稳定性模糊综合评判研究

通过引入回采巷道围岩稳定性分类指标及指标的聚类中心值,建立回采巷道围岩稳定性模糊关系矩阵.根据具体情况确定了各分类指标的权重,然后采用模糊评判方法对淮南潘一矿2322(3)工作面区段回风平巷围岩稳定性进行研究,取得较满意的结果.     

顾北煤矿半孤岛工作面矿压显现规律研究

 摘要：工作面围岩压力分布及矿压显现规律是巷道合理布里和煤柱合理留设的关健因素,采用数值模拟、相似模拟、现场实测综合方法获得了围岩压力分布及矿压显现规律.孤岛工作面沿空巷道矿压显现剧烈,支护难度大。本文以顾北煤矿1212（1）综采工作面为研究对象,首先分析了煤层的地质条件与顶底板的情况,并制定了矿压观测的内容与方法,进而对综采支架工作阻力、巷道围岩变形进行实测分析,得到矿压显现的规律,从而为工作面的高产、高效、安全、低耗创造良好的技术条件。     

复杂条件煤巷掘进顶板控制数值模拟及应用

为了解决刘庄煤矿大断面煤巷复合破碎顶板稳定性难于控制,制约快速掘进,影响安全施工和巷道维护这一重大工程问题,运用FLAC3D数值模拟分析,对巷道断面和支护进行优化设计,提出人造拱形断面及滞后迎头一段距离的弱化支护技术,实现了最高月掘进1 510m的好成绩,为煤巷快速掘进顶板控制提供了保障。     

基于多种方法的保护煤柱留设研究

文中通过软件设计和人工划分交叉验证的方式对某煤矿某建筑物保护煤柱进行了设计,并通过开采沉陷预计和数值模拟手段对设计保护煤柱的安全可靠性进行验证和优化设计,最终形成保护煤柱留设方案,以适应该矿矿井的现代化进程的高速推进,确保工业广场及重要建(构)筑物的安全,满足矿区安全生产的需要。     

掘进巷道锚杆支护优化研究

为保证煤炭开采环境的安全性,通过对巷道锚杆支护进行数值模拟来对巷道锚杆支护性能进行研究。针对某矿工作面风巷掘进期间保证巷道支护强度,防止和杜绝顶板事故,采用FLAC3D软件进行数值模拟分析,构建巷道锚杆支护数值模拟模型。模拟结果表明,在采用相同间排距时,可通过改变锚杆规格的方式来提升支护的性能,实现巷道锚杆支护优化。     

沿空留巷支护结构可靠度分析

根据沿空留巷围岩变形大且围岩力学参数具有随机性,应用工程可靠性理论,建立沿空留巷的巷帮、顶板和充填体的可靠度计算模型,得到支护结构可靠度计算公式。采用验算点法,分别计算淮南望峰岗矿512(5)工作面沿空留巷巷道煤帮、顶板与充填体的可靠度,并与目标可靠度相比,找出巷道支护薄弱环节,相应提出了增加巷道可靠度的措施。     

深井回采巷道围岩稳定性分类及其控制技术

基于实验室试验、数值模拟计算、现场实测及力学理论分析等综合研究方法,研究深井回采巷道围岩变形力学特征及其影响因素,采用模糊聚类法对深井回采巷道围岩稳定性进行整体分类,再结合巷道顶底板与两帮围岩的岩性情况,进行巷道围岩次分类研究,由此提出适合深井回采巷道稳定性控制原则。