煤柱尺寸对沿空巷道稳定性影响研究

煤柱尺寸是影响煤柱稳定性及沿空巷道掘进和支护的主要因素。为了保证沿空巷道的稳定，留设煤柱尺寸成为关键问题。煤柱的宽度是从采空区右侧煤壁到沿空巷道左帮煤壁的水平距离，影响上一区段工作面回采产生的侧向支承压力对煤柱及巷道围岩破坏程度。以高头窑煤矿G3-1106工作面和G3-1107工作面辅助运输顺槽为工程背景，运用极限平衡理论计算出保护煤柱尺寸范围9.2～10.8m。运用FLAC3D数值模拟软件分析留设不同宽度煤柱时煤柱和巷道稳定性。结合理论分析和数值模拟结果显示留设10m煤柱符合要求。通过在巷道布置测站，结果表明：在10m煤柱下，巷道顶板及两帮围岩变形量较小，巷道基本保持稳定。巷道及煤柱稳定性随着煤柱尺寸增大，影响逐渐变小，最后处于稳定状态，煤柱过大会造成煤炭资源浪费，选择合理的煤柱尺寸十分必要。     

沿空留巷围岩位移特征分析

为研究沿空留巷围岩的变形机理，分析了留巷围岩顶板下沉的力学模型，得出了顶板下沉量的解析解，并根据具体的地质条件进行了顶板厚度、巷道宽度、支护阻力等影响因素的分析，顶板厚度越大下沉量越小，巷道宽度越大下沉量越大，支护阻力越大下沉量越小，从而为沿空留巷围岩的变形控制提供了理论依据。     

综放沿空掘巷窄煤柱合理宽度的研究

由于煤层厚度大、一次采全高后采场空间大、顶板压力高等原因,采用沿空掘巷时巷道围岩不稳定,围岩变形破坏严重。针对这一问题,以山西某矿10901采煤工作面为工程背景,采用数值模拟与理论计算相结合的方法,研究综放沿空掘巷合理煤柱宽度。首先,根据极限平衡理论的经验公式计算窄煤柱的合理宽度,得出窄煤柱的最小合理宽度为5.9m;利用UDEC6.0建立了沿空掘巷数值模型,分析了不同宽度煤柱的垂直应力和巷道顶板位移情况。当煤柱宽度为6m时,垂直应力峰值与煤柱宽度为5m时接近,顶板下沉规律与煤柱宽度为5m时基本相同。综合考虑经济成本因素,煤柱承载效果好、经济成本低的较优煤柱宽度为6m,与理论计算结果基本一致。     

缓倾斜煤层留煤柱切顶沿空掘巷技术数值模拟研究

为了解决缓倾斜煤层留小煤柱切顶沿空掘巷技术中因矿山压力显现剧烈而导致巷道围岩变形量大的问题，本文采用有限差分的数值计算方法，探究了留小煤柱沿空掘巷技术的切顶卸压效应，分析了不同煤柱宽度与切顶角度条件下沿空巷道围岩应力场的分布特征，研究表明：缓倾斜煤层条件下，切顶主要改善了煤柱的应力环境，切顶后煤柱的受力环境更加均匀，竖直应力峰值降低；从改善煤柱和沿空巷道围岩应力环境的角度出发，为选取缓倾斜煤层留小煤柱切顶沿空掘巷技术中的煤柱尺寸、切顶角度参数提供了建议；综合考虑技术及经济因素，确定了在文中的工况条件下采用留小煤柱切顶沿空掘巷技术时，煤柱宽度应为5m,切顶角度应为10°。     

基于3DEC的金谷矿沿空留巷围岩变形规律研究

为保证金谷煤矿沿空留巷工程顺利进行,采用3DEC数值模拟软件研究金谷矿沿空留巷围岩变形规律,研究了不同回采阶段,沿空留巷围岩应力分布特征和顶底板位移分布特征。得出：伴随工作面回采,巷道围岩所受的应力和位移逐渐增大,巷道两帮应力和位移分布具有不对称性,靠近采空区侧的帮部应力比靠近实体煤的帮部应力更大,回采侧帮部顶板变形量大于非回采侧帮部,因此对于沿空留巷的巷道支护设计要考虑加强支护回采侧帮部。     

矿井综放工作面沿空留巷技术及矿压显现规律探析

本文研究在工作面回采作业中采用沿空留巷技术在综放工作面的矿压显现情况。基于黄陵矿业某矿111工作面的工程概况与支护情况，结合沿空留巷技术，在111工作面巷道内沿空留巷内布设“十字交叉法”测点，并设置信号柱，对该留巷的围岩变形收敛情况进行监测，得出留巷滞后回采工作面20～40m时开始出现巷道压力显现；当留巷滞后回采工作面140～180m时，巷道的变形量达到最大，巷道压力几乎处于峰值；当留巷滞后回采工作面200～260m时，巷道压力开始趋于稳定。通过了解巷道矿压显现与变形情况，为沿空留巷的设计优化与巷道内的临时支护优化提供依据。     

小煤柱沿空留巷围岩变形特征数值模拟分析

采用有限元软件FLAC3D对小煤柱沿空留巷巷道围岩进行非线性数值计算,分析沿空巷道在上区段和本区段工作面回采期间的应力、位移、塑性区分布规律,得出小煤柱沿空留巷巷道围岩破坏首先从弱结构体（小煤柱）开始破坏,并具有明显的剪胀性,破坏形式主要以两帮煤岩体向巷内滑移挤入、整体外鼓为主,但小煤柱完全破坏前内部仍存在弹性核区,具有一定的支承能力,如采取有针对性的支护方案维护小煤柱稳定,即可确保整个沿空巷道总体变形量在可控范围之内;数值模拟结果与前人的现场研究成果有很好的一致性。     

沿空留巷充填体宽度确定模拟研究

沿空留巷工艺的实施能够有效减小巷道的掘进量,增大巷道的利用率。但是由于巷道沿空留巷,受到顶板垮塌影响较大,本文在12106皮带顺槽沿采空区留着充填体的时候进行数值模拟,确定了充填体的最佳宽度,尽量做到减小劳动量,使充填效果满足要求,为类似地质条件巷道充填,提供参考。     

小保当一号煤矿巷道稳定性的煤柱留设宽度效应研究

为提高矿井资源回收利用率,本文通过数值模拟方法,开展了不同煤柱留设宽度下双巷掘进过程、一次采动及二次采动煤柱围岩应力演化特征研究,分析二次回采期间巷道围岩塑性区分布特征,据此提出合理的护巷煤柱留设宽度。研究结果表明,掘巷期间不同宽度煤柱峰值应力与煤壁距离均为1m,应力集中系数分别为1.43～1.51,巷道实体煤侧及煤柱侧塑性区均为2m。回采期间不同宽度煤柱回采侧应力峰值距离煤壁分别为5～7m,应力集中系数分别为2.99～4.63;煤柱侧应力峰值距煤壁4～5m,应力集中系数为2.20～4.63。综合考虑煤柱稳定性及资源回收率,建议现场采用15m尺寸煤柱。     

窄煤柱技术在平沟煤矿1603工作面的应用

平沟煤矿多煤层开采过程中留设25m大煤柱不但造成较大的煤柱损失,采出率低,还因煤柱留设宽度和位置不合理,不但造成本煤层在回采过程中煤柱受力状态较差、维护困难,对下部煤层的开采和巷道维护同样是一个严重的威胁。通过对本矿16-1煤层采空区边缘煤体受力分析,计算出支承应力的分布情况,把巷道布置在应力降低区,再根据开巷后的煤柱和煤体受力状况对煤柱宽度进行调整,得出1603轨道巷无煤柱掘巷的可行性。设计出合理的支护参数和瓦斯防漏措施。通过巷道掘进及工作面回采期间的矿压监测,采用窄煤柱护巷大大减小了煤柱宽度,提高了采出率,改善了煤柱煤体的受力状况,提高了掘进、回采期间的安全系数,产生了可观的经济效益和社会效益。     

复杂条件下沿空掘巷锚网索支护技术

平煤八矿己15煤层瓦斯大、倾角大，且是复合顶板，V类围岩，该煤层大断面沿空掘巷不仅具有一般巷道围岩松软支护困难的特点，而且由于巷道断面大，一帮为毗邻采空区的护巷窄煤柱，在采动压力影响下围岩破碎，变形很大。为解决支护难题和加快施工进度，确保安全生产，经反复研究和实践，围绕煤层结构应力、瓦斯应力和     

综采工作面沿空掘巷煤柱尺寸留设研究

为解决综采工作面沿空掘巷在回采期间变形破坏严重维护难度等难题,以利民煤矿Ⅰ030906工作面为研究背景,通过建立力学模型分析了采空区侧向上覆岩层应力降低区影响范围;结合数值模拟解析不同煤柱内垂直应力分布规律,综合得到合理的煤柱宽度为5m;工程实践结果表明,在沿空掘巷窄煤柱宽度为5m的条件下,Ⅰ030906回风巷在掘进期间变形量控制在33mm内,保证工作面安全回采。     

近距煤层重复采动无墙体沿空留巷技术研究

沿空留巷是无煤柱护巷的最好方式,是煤矿开采的重要一环。沿空留巷技术能实现煤炭资源的合理开采,但是该技术在地质条件不好的中厚煤层、厚煤层中应用存在限制。沿空留巷可以延长矿井的服务年限,使巷道掘进量极大减少,部分矿井在使用沿空留巷技术时无法达到预期效果,甚至留巷失败。为推广沿空留巷技术,本文采用理论分析、现场工业性试验,研究了近距煤层重复采动无墙体沿空留巷技术,推动了我国煤矿采煤工作面沿空留巷技术的发展。     

综采工作面三角区域切眼沿空留巷技术研究

为克服多工作面采动对主要巷道的影响，三角煤区域工作面往往采取二次开切眼、内外面间续开采的方式回采，二开切眼需留巷做回风通道。针对某矿厚硬顶板条件下二开切眼纵向顶板载荷大、空区悬顶尾檐大、动压中留巷施工难度大等问题，在分析切顶沿空留巷巷旁作用机制及坚硬顶板沿空留巷围岩控制技术的基础上，提出了一次停采过程中撤架沿空留巷综合支护方案，即停采通道动态护顶、连通顺槽超前补强、撤架过程支护工艺连续性优化等手段。现场监测结果表明：沿空留巷后，空区悬顶压力得到释放，停采通道及连通顺槽支护效果良好，能有效控制巷道围岩变形量，达到了三角区域沿空留巷目的。     

沿空留巷的矿压显现规律浅析

沿空留巷是无煤柱工艺的一种类型，是将已采工作面后方的运输槽或回风顺槽用一定方法沿采空区保留下来，作为下一工作面的顺槽，它在工作面后方沿采空区边界维护巷道，由于要经受两次采动的影响，其矿压显现和巷道维护都比较复杂，为了更好地解决巷旁支护问题，就其矿压呈现出的一些规律作一剖析，以供参考。     

永明煤矿薄煤层沿空留巷支护方式研究

针对永明煤矿3121进风巷沿空留巷薄煤层结构简单、无夹矸等特点,建立了沿空留巷围岩结构力学模型,用以研究沿空留巷围岩运动规律。采用理论分析及数值模拟方法分析了留巷及工作面围岩的位移和应力分布,确定了工作面支护参数方案。矿压监测表明,进入变形速度稳定区后,巷道围岩仍然按一定速度变形。顶底板移近量分别达到了68mm、51mm,围岩控制效果良好。     

沿空掘巷在缓倾斜煤层中的实践应用

沿空掘巷就是把巷道布置在位于靠煤柱一侧的低应力场，便于巷道维护，减少变形量。其关键是严格控制煤柱宽度。采用留小煤柱沿空掘巷的掘进方式，能有效解决矿山压力问题，确保巷道空间，大大提高掘进效率，降低了维护费用，确保了安全高效的生产。     

深部软岩沿空留巷支护参数优化

根据6138工作面地质条件和生产情况,采用FLAC3D软件对沿空留巷锚杆支护、锚索支护不同的支护方案进行数值模拟计算,对比了不同方案的巷道围岩破坏情况、巷道变形情况、应力分布特征等,优化了6138机巷沿空留巷的支护参数,设计了该巷道的支护方案。目前该方案已得以应用。     

孤岛煤柱沿空掘巷技术在吕家坨矿综采工作面的应用

吕家坨矿原为全国最大的水力采煤矿井，于2004年6月将采煤方式转为综采。随着矿井开采水平的延深（现开采-950水平），矿压显现逐渐剧烈。由于未掌握矿压显现方面的规律，缺乏旱采工作面巷道的布置经验，导致在掘进、生产过程中出现若干问题，如工作面两巷压力大、巷道变形严重等。孤岛煤柱沿空掘巷技术的应用，将过去相邻孤岛煤柱工作面留设10m煤柱改为留设2m净煤柱，把巷道布置在减压带内，使巷道避开矿山压力的影响，取得了较好的实际效果。     

沿空掘巷锚网索支护技术的应用

沿空掘巷是无煤柱开采的一项先进技术,可减少预留煤柱的大量浪费。回坡底煤矿经过反复论证,在11-1031巷首次采用沿空掘巷,在11-109工作面采空区上覆岩层移动基本稳定后,留小煤柱在废弃巷道边缘的煤体中重新掘巷,