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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

薄煤层小煤柱护巷技术研究实践

通过对薄煤层煤柱的理论计算、数值模拟和现场实测,结合工作面的采矿地质条件,得到该工作面区段煤柱留设的合理尺寸为4m。在此条件下,采用高强螺纹钢锚杆配合钢筋梯的方式进行巷道支护,取得了良好的效果。与此同时,提到了煤炭的回收率,取得了良好的经济技术效益。     

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。     

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。     

某矿隔水煤柱的稳定性分析及控制研究

针对某多断层矿场一、二采区留设的隔水煤柱是否存在安全隐患，本文基于工程概况，通过理论分析、数值模拟等手段将五处隔水煤柱分为三种类型，并通过计算煤柱极限宽度的煤柱宽度安全系数分析圈定煤柱对采掘区域的影响特征。分析结果表明：除“Ⅱ”号隔水煤柱能够保持稳定外，其他四处煤柱均具有安全风险。此外,FLAC3D软件模拟结果表明：煤柱“Ⅱ”因宽度较大、塑性区较少，发生失稳的可能性较小，冲击危险等级低，而随工作面推进一定距离后，煤柱“Ⅰ”“Ⅳ”“Ⅴ”区域均存在冲击地压风险。据此，本文针对该矿隔水煤柱的理论分析结果和数值模拟结论，提出煤柱区域冲击危险监测及防治方案。     

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。     

平朔公司井工二矿地表沉陷与控制研究

中煤平朔公司井工二矿在倾向长壁式开采遇到煤柱开采稳定性等技术问题,通过应用数值模拟和理论分析等研究方法,对煤柱应力分布规律及煤柱稳定性等问题进行探索和研究。通过数值计算,得到合理的地表沉陷控制理论,既提高了资源回收率,又取得了显著的经济效益和社会效益。     

软岩巷道深孔爆破卸压参数研究

为确定风水沟煤矿软岩巷道深孔爆破卸压的参数，通过理论计算和数值模拟等计算深孔爆破卸压的参数，计算得出：风水沟煤矿5-1C东七片一分层工作面采空区高位顶板切顶高度H₁为27m,煤柱区的高位顶板切顶高度H₂为33.5m,低位岩层切顶高度H₃为16.8m;顶板深孔爆破的参数中，炮孔直径为75mm,孔间距5m,装药不耦合系数1.19,封泥长度的水平距离大于14m。爆破钻孔采用“长短孔”双排钻孔布置，切断高低层位超前支承压力的影响。     

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°。     

沿空留巷技术在综采工作面的应用

沿空留巷技术的应用有助于提高煤炭回采率和减小巷道掘进工程量,是当前采矿行业发展的方向。文章以某矿21321综采工作面为例,从巷道稳定性和巷道支护参数、方式的选择和确定介绍了沿空留巷实施的依据。通过经验类比法和计算机数值模拟分析技术确定了在21321工作面运输巷原有支护的基础上采用加强支护进行留巷的方案,并给出了沿空留巷实施工艺。以现场矿压实测为手段,验证了该沿空留巷实施效果。     

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。     

煤柱变形特征与应力分布规律物理相似模型试验研究

为得出某矿工作面护巷煤柱合理的宽度,应在保证工作面回采安全的情况下,提高煤炭采出率。以某矿6_上煤一盘区为工程背景,利用重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室的相似模拟试验平台,开展煤柱变形物理相似模拟试验。通过参数计算、材料配比分析以及高精度应变式微型土压力计,对工作面推进期间煤柱应力分布规律进行监测,揭示工作面开采过程中煤柱的变形特征及应力分布规律。     

11602运输巷掘进工作面过地质构造带技术应用研究

林贵煤矿11602运输巷掘进工作面经地质分析，确定采用循环控制范围钻孔。M16煤层在65m范围内赋存状况较差，特别在16.5～65m范围内，煤岩层褶皱起伏及构造分层较多。为了安全通过该地质构造带，巷道采用锚杆、锚索、锚网联合支护方案，保障林贵煤矿11602运输巷掘进安全高效。     

急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度研究

为了研究急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理的区段煤柱高度,文章以潞安潞宁大汉沟煤矿5号煤层为背景,通过理论分析和数值模拟相结合的方法,确定急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度,为急倾斜煤层巷道放顶煤开采合理区段煤柱高度的确定提供理论依据。对同类运用巷道放顶煤开采的急倾斜煤层矿井的生产具有很大借鉴作用。