缓倾煤层沿空留巷煤柱宽度尺寸效应数值分析

为探究缓倾厚煤层沿空留巷煤柱的尺寸效应,本研究对不同沿空留巷护巷煤柱宽度的数值模拟结果进行对比分析。结果表明：采空区跨中顶板下沉变形量随沿空留巷煤柱宽度增加,巷道临近采空区顶板下沉变形量先增后减,煤柱宽度为5m时,采空区跨中顶板下沉量最大。随着煤柱宽度的增加,煤柱内的应力趋势由拉应力向压应力转换,当煤柱宽度≥7m时,煤柱范围内应力分布呈现主压应力特征,仅煤柱两侧表层围岩承受较小拉应力,中部出现较小压应力集中区;当煤柱宽度为7m左右时,缓倾斜煤层沿空留巷护巷窄煤柱的安全性较高。这种煤柱尺寸可有效避免煤柱承载过大,将竖向压力向巷道实体煤侧诱导,达到减小巷道顶板拉伸破坏,并将采空区剪切破坏带剥离沿空留巷道的目的。     

区段煤柱合理宽度研究

根据庞庞塔矿10-102综放工作面的工程地质和开采技术条件,在理论计算基础上,提出三种不同宽度的小煤柱留设方案,然后采用计算机数值模拟,分析区段煤柱在6m、7.5m、9m宽度时,经历各采动阶段的巷道围岩应力分布特征和变形情况,最终本着巷道周围围岩应力集中的范围小,围岩变形量小,煤柱稳定性好的原则确定合理的煤柱宽度,避免资源浪费。     

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。     

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。     

大采高采煤工作面围岩管理及煤柱留设研究

回采巷道围岩应力分布监测及区段煤柱合理尺寸留设对厚煤层的安全高效开采有着重要影响。本研究以榆树湾煤矿2^-2上分层煤为研究对象,通过工作面开采技术条件分析、煤柱合理留设尺寸理论研究和煤柱合理留设尺寸模拟研究等手段,分析煤柱及工作面围岩应力环境、不同宽度煤柱应力变化规律及相近巷道围岩稳定性,确定合理区段煤柱宽度。研究结果表明：根据理论分析及数值模拟结果,结合榆树湾煤矿地质条件,最终确定20115工作面辅运顺槽和胶运顺槽间煤柱合理留设宽度为15m。     

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。     

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。     

不同开采深度防冲煤柱留设数值模拟分析

针对某煤矿具体地质条件,采用数值模拟分析方法,得出该煤矿不同采深防冲煤柱合理留设宽度;模拟结果表明:该矿250m埋深煤层、350m埋深煤层和550m埋深煤层的煤柱,按照窄煤柱防冲原理,留设5m宽度护巷煤柱有利于防冲;宽度在20 ～ 25m时应力集中最高,冲击危险最大;按照宽煤柱防冲原理,宽煤柱最好在40m以上.现场试验表明该方法确定的煤柱宽度满足实际安全生产要求,科学、可靠,有效地预防了煤柱型冲击地压的发生.     

切顶卸压、锚索悬吊技术在空留巷的应用

土城矿13采区1335回采工作面应用切顶卸压、锚索悬吊技术在回采工作面运输巷的沿空留巷工程中，改变了沿空巷道围岩的应力集中程度，改善了沿空巷道的围岩应力环境，减小了巷内支护的受力及巷旁支护的阻力，提高了沿空巷道的稳定性，确保了安全开采。     

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。     

复杂地质条件下综放工作面区段煤柱合理留设应用研究

为验证21150工作面区段煤柱留设尺寸的合理性及为工作面回采过程采取有效的防冲措施,在21150工作面开展巷道断面收缩率、巷道顶底板变形及煤壁破坏情况观测,通过对观测数据分析可知:21150综放工作面区段回风平巷与上区段运输平巷之间留设12m的区段煤柱是合理的,满足工作面安全回采的需要。     

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。     

特厚煤层煤柱留设及巷道合理布置研究

本文以特厚分层开采煤层为背景,采用理论分析、现场实测和数值模拟等手段,研究了瓦斯抽采和错层掘进巷间的煤柱稳定性,确定了煤柱尺寸及分层掘进巷位置。结果表明：(1)通过理论计算得到内应力场宽度为8.35m;(2)通过现场监测,确定宽度5m的小煤柱能满足巷道的使用要求,考虑煤壁片帮,煤柱尺寸可扩大到不超过8m;(3)通过数值模拟,分析计算得到合理留设净煤柱尺寸为5m。该研究可对类似工况提供借鉴。     

沿空留巷技术在薄煤层开采中的应用

沿空留巷技术实现了采煤工作面无煤柱开采,对提高煤炭资源采出率,减少巷道掘进量,缓解接续紧张,有着显著效果。本文主要对工作面基本概况进行了分析,阐述了留巷方法、支护设计、回采期间巷道加固等技术问题。     

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°。     

复杂条件下软岩回采巷道底鼓原因分析及控制

结合内蒙古大雁矿业集团雁南煤矿回采巷道底鼓现状,通过对回采煤层厚度、底板围岩的强度和性质、构造应力、采动应力、煤柱宽度、巷道施工断面大小、支护强度等多方面的分析,总结出软岩回采巷道底鼓的原因,并提出了相应的控制技术。     

近距离煤层群区段煤柱合理宽度研究

区段煤柱的合理留设有利于减少巷道围岩变形和降低支护难度,提高煤炭资源的回采率,在此基础上发展起来的沿空掘巷技术可以有效地解决这个问题,但对于近距离煤层群联合开采的特殊情况却不适用。本文首先对区段煤柱的结构进行了探测,巷道基本已处于无法维护的地步,煤柱变得松软破碎。考虑到围岩特征与土体等无黏性材料类似,故采用SMP破坏准则与平面应变法则计算出煤柱极限核区的宽度,再利用Kastner公式计算出煤柱塑性区宽度,从而计算出区段煤柱的总尺寸应该为8.53m。     

多次动压影响巷道底鼓变形机理及控制技术

为了缓解采掘接续紧张,现工作面布置多由跳采变为顺采,提前开挖采准巷道难免受到多次动压影响,针对布尔台煤矿42103工作面回采应力集中造成42104回风顺槽围岩变形严重的工程地质实际条件,通过及时监测回风顺槽的变形情况,总结出了在留有合适保护煤柱的前提下,综采回采对相邻采准巷道的动态影响规律。并设计了通过加强巷帮、底角支护与钻卸压孔联合控制底鼓的技术,为该类巷道底鼓治理提供了成功的施工经验。     

迎采动工作面沿空掘巷动态分段围岩控制技术的相关探讨

本文研究了迎采动面沿空掘巷动态分段围岩控制技术,讨论了邻工作面采动对巷道围岩稳定性的影响,介绍了常见巷道支护技术,从煤柱尺寸确定、掘进期支护、回采期支护等方面对迎采动工作面沿空掘巷动态分段围岩控制技术的应用进行分析。     

深埋厚煤层坚硬顶板巷道变形机理分析

为确定黄陵二号煤矿回采巷道变形机理,以黄陵二号煤矿二盘区211工作面为研究对象,采用现场实测、理论计算和数值模拟等研究方法对211工作面回采巷道变形进行了研究。研究得出：211回风巷为二次动压巷道,二次动压巷道采动影响造成围岩应力集中是围岩变形破坏的主要原因。211回采巷道水平主应力对巷道顶底板的影响作用大于对巷道两帮的影响,垂直应力对巷道两帮的影响作用大于对顶底板的影响。合理的巷道支护参数和锚杆锚索支护系统的高预紧力是保证支护效果的关键。