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。     

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°。     

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。     

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。     

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     

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。     

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。     

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。     

沿空掘巷窄煤柱护巷的煤柱合理宽度确定

以沿空掘巷区段煤柱为研究对象,根据具体的巷道围岩地质条件,分析了合理的巷道布置位置;采用现场实测的研究方法,分析了超前支承压力的影响范围,确定了内应力场分布范围,进而确定了小煤柱合理宽度。     

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。     

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。     

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。     

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。     

区段煤柱合理宽度及巷道围岩稳定性研究

根据谢桥煤矿1232（3）工作面的工程地质和开采技术条件,应用数值模拟分析煤柱在5m、7m、10m、15m宽度时,巷道围岩中的应力场、破坏场以及位移场的分布变化特征,从而造成对巷道围岩稳定性的影响,最终本着巷道周围应力集中范围小,巷道变形小,破坏范围少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。     

关于沿空掘巷的可行性研究

煤矿企业越来越重视煤柱的回收再利用,沿空掘巷采取的是无煤柱或留窄小煤柱的护巷形式,因此,能提高煤炭的回采率。本篇通过对晋煤集团某矿的留巷围岩特点进行理论分析,进而确定该矿实行沿空掘巷的可行性方案。     

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。     

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。     

沿空掘巷锚梁网组合支护技术研究

朱村矿21区轨道煤柱工作面回采巷采用沿空掘巷,巷道围岩破碎且不稳定,从而提出了巷道锚梁网支护技术。通过现场试验,表明该支护技术可以有效控制围岩变形,具有显著的技术经济效益,值得推广应用。     

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。