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°。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

大埋深、低透气性突出煤层沿空掘巷卸压带宽度测定研究

突出煤层回采,对临近区域煤体产生卸压保护。为考察大埋深、低透气性突出煤层沿空掘巷卸压带宽度,本文以平煤股份十矿戊组煤层为例,通过现场测试、实验室实验和理论分析等多方面确定戊₉煤层已回采工作面卸压范围为距采空区轮廓线26m区域,该范围内已消除突出危险性。考察方法和结论可有效指导采掘部署和安全生产,为其他煤层卸压带宽度考察提供参考。     

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。     

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。     

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。     

关于无煤柱开采经济效益的探讨

自从煤炭部于1981年颁发了《无煤柱开采暂行规定(试行)》以来,我国无煤柱开采发展很快。据统计,在统配煤矿和重点煤矿中,1982年与1981年相比,沿空巷道工作面个数和进尺(长度)分别增加了36.2%和17%。1983年上半年与1982年同期相比,沿空巷道工作面个数增加了36.2%,沿空巷道的进尺(长度)增加了10.1%(其中沿空掘巷长度增加21.3%,     

浅谈综采工作面沿空回采巷道顶板的管理

多伦煤矿综采工作面运输巷长久为沿空掘进巷道,由于受采动压力与老空区影响,沿空巷道严重变形,从而影响工作面安全快速回采,本文以1707-1综放工作面为例探讨了沿空回采巷道的支护与管理技术,为综采工作面安全快速回采提供了有利条件,取得了较好的效果。     

锚网索支护技术在沿空掘巷开采中的应用

目前．一些中小型煤矿在煤炭生产中．煤层采煤预留煤柱的煤炭储量多．资源浪费比较严重。为了提高煤炭资源的回采率．李家塔煤矿经过实际论证，在巷道首次采用沿空掘巷技术工艺．在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．作为原工作面的进风巷。