煤柱
- 剧烈采动影响下沿空巷道煤柱尺寸优化研究
工作面之间采用小煤柱保护顺槽巷道，301 工作面运输巷属于沿空动压巷道，巷道掘进和使用期间受多次剧烈采动的影响，导致巷道大变形破坏。为了达到安全高效的采煤目的，急需对合理的小煤柱留设宽度以及剧烈采动作用下的巷道围岩支护技术进行系统研究。2 煤柱合理尺寸计算合理的煤柱尺寸应该能够使巷道避开相邻工作面覆岩运动演化过程中形成的侧向支承压力集中区，从而使沿空巷道布置在低应力区域内。基本顶断裂位置x0按下式取值[1-3]：式中：m为采高，m；A为侧压系数，1.8；φ
山东煤炭科技 2023年7期2023-08-24
- 单一煤层煤柱尺寸研究
——西铭矿8#煤层煤柱宽度确定的力学分析
理顶板，留设护巷煤柱保障生产安全。护巷煤柱留设存在两个不利的影响：一是使得煤炭资源回收率变低，二是对煤炭资源造成了浪费。据相关统计数据，采区总损失的约60%是利用综合机械化开采时工作面以外煤炭损失，约40%是区段煤柱损失，而且这种损失随着煤柱宽度的增加而增大[1]。从开采安全和提高煤炭回收率为出发点，依据8#煤层顶底板岩层物理力学性质，在理论分析的基础上，经过力学分析，确定煤柱宽度的合理尺寸，为该矿区段护巷煤柱留设提供科学合理的理论依据。1 力学分析1.1
山西大同大学学报(自然科学版) 2023年3期2023-07-04
- 动载扰动下深井护巷煤柱失稳破坏机理
引 言近年来，煤柱型冲击地压灾害事故频率不断增加，严重威胁矿井的生产安全[1-2]。例如2016 年8月15 日0 时33 分，山东能源肥矿集团梁宝寺能源有限责任公司发生了煤柱型冲击地压事故，造成2人死亡。2019 年8 月2 日12 时24 分，开滦(集团)有限责任公司唐山矿业分公司也发生了煤柱型冲击地压事故，造成了12 人伤亡，直接经济损失高达614.024 万元。实践表明，煤柱型冲击地压一般具有隐蔽性强、无明显前兆特征等特点，造成设备破坏、巷道变形
煤炭科学技术 2023年3期2023-05-23
- 近距离下伏煤层区段煤柱合理尺寸优化方法研究
设一定宽度的区段煤柱，其作用一方面在于隔离采空区，另一方面在于保证下区段巷道的稳定[1]。如果煤柱留设宽度较小，将导致煤柱应力扰动范围内的巷道变形严重，不利于巷道稳定；如果煤柱宽度较大，将造成不必要的资源损失与浪费。因此，合理的煤柱留设宽度对于工作面巷道的稳定及矿产资源高效回收具有重要影响[2-3]。针对近距离煤层回采条件，通过对原留设区段煤柱尺寸进行合理优化，对于矿山安全高效开采至关重要[4-6]。在煤柱尺寸优化研究方面，赵铁林[7]采用理论计算、数值模
煤 2023年3期2023-03-15
- 薛虎沟矿综放工作面沿空留巷煤柱合理宽度研究
巷道通常设置护巷煤柱。随着开采深度的不断增加，护巷煤柱的留设宽度也随之增加，这样不仅造成了资源浪费，同时限制着煤企的高效发展[1-2]。在此背景下，沿空掘巷留窄煤柱开采技术得到广泛应用，通过留设护巷煤柱从而保证巷道的稳定性，达到稳定高效开采目的[3-4]。目前我国的煤柱留设宽度研究多针对特定矿山，无法广泛得到应用，所以本文以薛虎沟矿2-111 工作面为工程背景，利用数值模拟软件，对沿空留巷留设煤柱合理宽度进行一定的研究，为矿井降本增效提供一定的参考。1 模
山西化工 2022年8期2023-01-28
- 公路下压煤巷式似膏体充填开采暂留煤柱合理宽度优化
固后依次回收巷间煤柱并充填。此技术已在赤峰西拉沐沦公格营子矿成功应用。它不仅采出了本矿“三下”压煤，而且消耗掉大量矸石，具有良好的经济效益和社会效益。巷式似膏体充填其充填体密实性、可塑性好，终凝后可承受较大的支承应力，能够为围岩提供主动侧限压力，因而不需要留设永久护巷煤柱，能实现全采全充，充分提高煤炭资源的采出率[1-3]。但是，由于技术经济等多方面原因，巷式似膏体充填法的应用较少。另外，实践中不同充填体质量条件下，对覆岩移动变形及地表沉陷规律影响的研究并
煤炭工程 2022年12期2023-01-09
- 区段煤柱留设宽度分析及优化
——以崖窑峁煤矿为例
程中区段留设过大煤柱很容易造成资源巨大损失[2]。宋朝部[3]选取6种煤柱留设宽度方案进行研究，最终确定煤柱宽度为7.0 m应用于王庄煤矿；祁和刚等[4]提出了“一高一低”的高应力区段煤柱综合卸荷技术，结果表明:卸荷后煤柱内部应力峰值由22.5 MPa降至15.7 MPa，巷道变形得到有效控制；张常光等[5-6]建立了倾斜煤层条带煤柱留设宽度的统一解，留设宽度随煤层倾角的增加而减小；师修昌[7]揭示了工作面沿倾向方向开采时隔离煤柱对覆岩运移的控制作用，理论
煤炭科学技术 2022年10期2022-11-02
- 综放工作面区段煤柱宽高比效应及尺寸优化研究
1]。然而，区段煤柱留设不合理造成煤炭采出率低和巷道维护困难等问题仍是制约综放技术发展的主要因素之一。目前，大部分综放开采矿井根据经验留设20～50m宽的区段煤柱维护巷道，造成煤炭资源浪费。部分煤矿通过留设窄小煤柱来提升回采率，但易诱发巷道严重变形破坏，维护难度增大，影响矿井安全高效生产[2]。因此，针对不同地质条件和开采参数的综放工作面，研究区段煤柱的稳定性及合理宽度，对保障回采巷道稳定性和提高煤炭资源回采率具有重要的意义[3-8]。我国学者针对综放工作
煤炭工程 2022年10期2022-10-19
- 薛虎沟矿1209综放工作面区段煤柱合理宽度研究
采时, 由于区段煤柱的留设, 使得矿井煤炭资源浪费严重, 同时随着巷道进一步开采使得煤柱尺寸增大, 浪费量持续增大, 所以研究厚煤层综放面煤柱宽度的合理尺寸对于维持巷道稳定性, 提升矿井采煤率具有十分重要的意义[1], 本文以薛虎沟矿1209工作面为工程背景, 采用数值模拟及理论分析等方法, 对厚煤层坚硬顶板区段煤柱的留设进行研究, 为矿井地质条件相类似工作面区段煤柱留设提供参考。2 矿井概况及煤柱留设理论分析薛虎沟矿位于山西省河津下化乡陈家岭村, 生产能
西部探矿工程 2022年9期2022-09-29
- 厚煤层综放面区段煤柱合理宽度研究
开采时，由于区段煤柱的留设，使得矿井煤炭资源浪费严重，同时随着巷道进一步开采，煤柱尺寸增大，煤炭资源浪费情况加重[1]，因此，研究厚煤层综放面煤柱宽度的合理尺寸对于维持巷道稳定性、提升矿井采煤率具有十分重要的意义[2]。本文以镇城底矿22212 工作面为工程背景，采用数值模拟及理论分析等方法，对厚煤层坚硬顶板区段煤柱的留设进行研究，为矿井经济效益的提升提供一定的参考。1 镇城底矿概况镇城底矿井田位于西山煤田的西北边缘，距太原市64 km，矿区总面积22.8
山西冶金 2022年3期2022-08-03
- 基于中性区特征的沿空掘巷煤柱宽度分析与实践
高资源采出率的小煤柱留设理论与技术展开了大量研究，综合文献来看留设煤柱宽度的方法主要有以下几类：①认为弹性区的存在是煤柱稳定的标志，通过计算煤柱内弹塑性区的宽度来留设合理的煤柱宽度[4-8]；②把煤柱看作某类梁或者柱的结构，通过建立煤柱区域受力结构的力学模型和分析留设煤柱的结构稳定性来选择合理的煤柱宽度[9-12]；③通过突变理论等建立煤柱失稳的判断依据推导出合理的煤柱宽度[13-15]；④通过分析煤柱不同使用阶段的应力变化和变形规律选择最优的煤柱宽度[1
煤矿安全 2022年7期2022-07-20
- 巷道合理留设煤柱宽度分析及支护设计
要保障。在我国留煤柱开采是一种重要的开采方式，留煤柱开采不仅可以降低巷道变形程度，同时留设煤柱可以有效降低矿井支护难度，但在我国留煤柱开采的矿山，由于技术的局限性，使得很多煤矿煤柱留设煤柱并不合理[1-2]。煤柱留设过小巷道变形量无法得到有效的限制，此时支护需要更高的成本，而煤柱宽度留设过大时，矿井出煤率将会大大折扣，严重影响矿山经济，所以合理的煤柱留设宽度对于矿井开采十分重要。此前众多学者对矿井煤柱留设宽度进行过一定的研究[3-4]，但不同地质环境下的煤
机械管理开发 2022年6期2022-07-14
- 上保护层开采遗留区段煤柱现存状态研究
选措施[5]。无煤柱开采能够为被保护层提供有效且连续的保护[6]。但在实际开采活动中，由于隔离采空区、防水及保护巷道掘进等原因不可避免的需要留设区段煤柱[7]。徐青云等[8]、何连福等[9]、张源等[10，11]、郭帅等[12]研究了区段煤柱破坏原因，认为高支撑压力、顶板破断过程动压影响及支护失效区段煤柱破坏的主要原因，同时也提出了针对不同破坏原因的区段煤柱加固稳定技术措施。康建东[13]通过数值模拟研究得到在煤柱下方存在一定范围的未卸压区，未卸压区因煤柱
煤炭工程 2022年2期2022-02-26
- 富康源矿综放工作面沿空留巷煤柱合理宽度研究
巷道通常设置护巷煤柱。随着开采深度的不断增加，护巷煤柱的留设宽度也随之增加，这样不仅造成了资源浪费，同时限制着煤企的高效发展[1-2]。在此背景下，沿空掘巷留窄煤柱开采技术得到广泛应用，通过留设护巷煤柱从而保证巷道的稳定性，达到稳定高效开采目的[3-4]。目前我国的煤柱留设宽度研究多针对特定矿山，无法广泛得到应用，所以本文以富康源矿为研究背景，利用数值模拟软件，对沿空留巷留设煤柱合理宽度进行一定的研究。1 矿井概况及模型建立富康源矿位于位于乡宁县台头镇神角
山西冶金 2021年6期2022-01-23
- 煤层回采巷道煤柱宽度分析与支护技术研究
板掘进，需对护巷煤柱合理宽度和围岩控制技术进行研究[1-6]。2 护巷煤柱合理宽度分析2.1 护巷煤柱合理宽度数值模拟模型及方案利用UDEC 数值模拟软件研究不同保护煤柱宽度条件下的煤柱变形、垂直应力分布、裂隙分布情况，确定合理煤柱宽度，为3上1112 工作面回风顺槽支护设计提供理论基础。根据3上1112 工作面和巷道的空间位置关系及工程地质条件建立三维数据模型，模型：巷道埋深260 m，长度200 m，宽度45.6 m，侧压系数1.0，巷道断面尺寸4.0
山东煤炭科技 2021年12期2022-01-15
- 胶结充填采场顶板承载特性及煤柱稳定性分析
承载机制依次经历煤柱支撑、煤柱与充填体协同支撑、充填体支撑3 个阶段[9]。在煤柱与充填体协同支撑阶段,煤柱作为主要承载结构维持采场的稳定。Emad 等[10]分析了不同充填模式对采场变形的控制效果。Al Heib 等[11]分析了充填体对石膏矿柱的稳定性影响,验证了充填开采降低地表沉陷的效果。Kostecki 等[12]分析了充填体强度对煤柱变形的影响,王方田等[13]进一步研究了充填体与煤柱协同作用下对顶板变形的控制效果。宋卫东等[14-15]分析了不
矿业科学学报 2022年2期2022-01-11
- 沿空掘巷小煤柱合理宽度的数值模拟研究
452382)无煤柱护巷技术由于巷道布置在应力降低区，巷道容易维护、提高成巷速度、降低煤炭损失，是目前煤矿广泛使用的安全高效的巷道留设方法。 无煤柱护巷分2种形式，即沿空留巷、留窄小煤柱沿空掘巷，由于煤柱能够阻隔采空区的水与有害气体的串入，留窄小煤柱沿空掘巷[1]是煤矿尤其是水或瓦斯赋存丰富的煤矿最为常见的无煤柱护巷方法，其中煤柱宽度的留设与巷道内设计是该方法的关键[2]，虽然巷道布置在采空区边缘的应力降低区内，改变了原有的应力平衡[3]，但是对应力场的扰
能源与环保 2021年11期2021-11-29
- 近距离煤层开采区段煤柱破裂分形维数研究
等。但为避免区段煤柱集中应力影响安全生产的不同条件下近距离煤层开采研究尚且不足。长期以来，我国许多学者对于煤层群开采的煤柱集中应力传递规律、煤巷留设位置[3]、煤柱尺寸设计、煤柱稳定性等开展了多角度的相关研究。黄庆享等[4]提出了避开上煤层煤柱集中应力和实现地表均匀沉降的煤柱错距计算公式，给出了合理区段煤柱错距确定方法；邵小平等[5]通过数值模拟发现，百子煤矿上行开采时层间岩层和下部8#煤层的区段煤柱出现减压区，故煤柱可保持稳定性；岳睿[6]针对西曲矿沿空
煤矿安全 2021年11期2021-11-23
- 上山保护煤柱应力传递规律解析
响，必须留设各种煤柱以保证煤矿安全生产[1-2].采区上山担负整个采区的运输、通风和行人等任务，其稳定性对采区乃至整个矿井的安全高效生产至关重要[3].上山保护煤柱作为保证上山稳定的重要屏障，服务时间一般较长且煤柱宽度较大，煤柱集中了很大的支承压力[4-6].煤层群一般采用下行开采方式，上覆煤层开采后引起采空区围岩应力重新分布，不仅在采空区周围的煤柱上造成应力集中，而且该应力将向底板岩层进行传递，下覆煤层开采时应力演化更为复杂[7-10].李胜[11]等对
辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2021年4期2021-09-11
- 望云煤矿15号煤层回采巷道煤柱宽度分析与围岩控制技术
稳定，特进行护巷煤柱宽度及围岩控制技术研究分析。2 护巷煤柱宽度分析2.1 数值模拟模型及方案为保障15号煤层工作面回采巷道的护巷煤柱设置合理，根据工作面的地质条件，采用UDEC数值模拟软件，分析临空侧在掘进期间不同煤柱宽度下，煤柱内应力、表面位移以及裂隙演化规律，从而确定合理的区段煤柱的宽度以及为15号煤层回采顺槽围岩控制提供理论、数值分析规律。根据工作面地质条件，建立长×宽=200 m×45.6 m的数值模型，模型中巷道埋深为260 m，侧压系数取1.
煤矿现代化 2021年4期2021-07-21
- 小煤柱开采合理宽度的确定及数值模拟分析
率。因此，传统宽煤柱护巷方式已经不可取，当前主流护巷以小煤柱为主，且在未来将采用无煤柱护巷的方式[1]。针对小煤柱开采其合理宽度这一参数在保证工作面生产安全性的基础上，尽可能的提升工作面的开采率。本文将着重研究以数值模拟方式对小煤柱开采合理宽度的确定过程。1 工程概况本文以3101工作面的1#煤层的开采为例开展小煤柱开采方式在其应用。1#煤层的厚度范围为2.8 m～3.2 m，平均厚度为3 m，煤层中主要以暗煤为主，中间夹杂着矸石。煤层的倾角范围为14°～
山西化工 2021年3期2021-07-20
- 煤峪口矿残采煤柱工作面条件下煤柱的稳定性分析研究
）1 引言在开采煤柱、不规则块段、“三下”采煤等条件下,短壁开采仍然是主要采煤方法[1]。煤峪口矿经过多年开采，一方面是容易开发的煤炭资源面临枯竭，另一方面是资源回采率低导致残留下大量的优质煤炭资源。而如何提高资源回采率、安全、高效、经济地采出因各种原因而遗留在矿井中的煤炭资源是节约资源、延长矿井寿命、增加企业经济效益的重要且常规的做法。刘克功、王家臣[2]等对潞安集团五阳煤矿“三下”残煤短壁式复采工作面的布置方案、回采工艺工程、巷道支护方式和煤柱稳定性等
同煤科技 2021年1期2021-03-25
- 深埋强冲击煤层工作面区段煤柱宽度确定
10054)区段煤柱是起支撑作用的主体结构，主要用于隔离采空区、保证相邻回采巷道围岩稳定，所以，回采巷道的变形破坏很大程度上取决于煤柱留设宽度。正确合理的煤柱尺寸可以最大限度地降低巷道围岩的应力集中程度，缓解开采过程中的冲击危险。据统计资料显示，10%左右的冲击地压事故是由于不合理煤柱宽度导致应力异常集中诱发冲击[1-7]。国内外学者对煤柱合理尺寸的确定方法进行了很多研究，对于区段煤柱留设分以下几种：一是留设大煤柱，确保上、下回采工作面采动互不影响，但该种
煤炭工程 2021年2期2021-03-04
- 大埋深矿井区间煤柱合理宽度研究
分资源损失在区段煤柱留设时，煤柱尺寸在部分矿井甚至达到100 m以上，造成了很多不必要的资源浪费[1]。高浩等认为采掘工程使地下空间原岩应力变化，通过经验公式求得合理留设煤柱宽度与煤柱内应力变化区域，再使用数值模拟手段论证煤柱留设合理性[2]。余学义通过对区段煤柱进行的应力监测，总结煤柱内应力变化规律，通过现场监测数据结合数值模拟对煤柱尺寸进行优化[3]。现北辛窑矿尝试小煤柱留设，由原来的85 m煤柱研究一个较为合理的煤柱尺寸。北辛窑矿平均埋深487 m，
山西化工 2020年6期2021-01-10
- 复杂地质条件下综放区段煤柱优化
所示。2 区段煤柱应力分析及变形破坏机理区段煤柱，另一侧为巷道，巷道开挖后周边煤岩产生塑性变形。上一区段已回采工作面所形成的应力和巷道开挖形成的应力共同决定了区段煤柱的稳定性，其稳定性有三种表现形式：一是煤柱没有出现任何形式的破坏，此种情况煤柱所受的压力小于其承载能力，但此种情况下留设的区段煤柱宽度较大，通常为25～30 m，资源浪费严重；二是煤柱出现一定的变形但在可控范围内，此种情况煤柱所受的压力达到承载能力极限，但之后所受的压力迅速减小，煤柱依靠自身
山东煤炭科技 2020年9期2020-10-12
- 采动影响下双巷掘进煤柱承载特征研究
]. 双巷中间的煤柱需要经过掘进扰动、本工作面一次采动和下工作面二次采动的影响，其稳定性对保护巷道稳定起重要作用。双巷掘进一般是本工作面的回风巷和下工作面的运输巷同时掘进，中间留设合理的煤柱宽度以保护巷道围岩稳定[4]. 文献[5] 认为工作面采动影响下煤柱保持稳定的条件是：中间弹性区的宽度是煤柱高度的两倍，合理的煤柱宽度为两侧塑性区宽度与中间弹性区域宽度的和。文献[6]采用UDEC-Trigon模型研究了双巷保护煤柱在采动影响期间的裂隙扩展规律，认为当煤
山西焦煤科技 2020年8期2020-09-09
- 残采旧空区宽度对残留煤柱稳定性影响分析
在大量的旧空区和煤柱且分布不均[3]，不同宽度的旧空区和煤柱的稳定性会对下分层工作面造成一定影响。对煤柱的稳定性进行分析能对工作面前方煤柱的稳定性做出预判[4]，从而确定相应的处理措施，保证回采工作面回采过旧空区时能够安全稳定的通过。1 工程概况王坡煤矿位于山西省晋城市，主要可采煤层为3#、4#煤层。3#煤厚4.3m，4#煤厚3m，煤层间距6～8m，煤层埋深为325m。先前采用落后的巷柱式采煤法开采3#煤，造成资源的大量浪费，并在煤层中形成大量的旧空区。通
山东煤炭科技 2020年7期2020-08-07
- 青洼煤业沿空掘巷小煤柱宽度研究及应用
之间合理留设保护煤柱。2 小煤柱合理尺寸数值模拟研究数值模拟确定煤柱宽度是常用的技术手段[1-3]，采用FLAC3D分别模拟2203与2205工作面之间小煤柱3m、5m、6m、8m的宽度。根据2203工作面地质条件，建立380m×464m×45m的力学模型，材料参数如表1所示，垂直方向施加5.5MPa应力，水平侧压系数为1。表1 2203工作面材料参数3 小煤柱合理尺寸模拟结果分析3.1 垂直应力分析（1）3m煤柱上区段工作面2205回采稳定之后，模拟分析
山东煤炭科技 2020年4期2020-05-11
- 厚煤层预采顶分层综放工作面区段煤柱合理宽度留设研究
发展方向[1]，煤柱侧巷道位于应力增高区，使得巷道承受的开采扰动大，若煤柱尺寸留设过小则难以保证巷道稳定，煤柱尺寸留设过大则造成资源浪费，因此综放工作面区段煤柱合理宽度的确定对提高资源利用率和安全开采起着关键作用[2]。目前许多学者对综放区段煤柱的合理宽度留设做了研究，文献[3-4]对综放工作面前方支承压力分布规律、区段煤柱塑性破坏区宽度理论进行了研究，文献[5-6]研究了煤柱尺寸对煤柱稳定性的影响、综放工作面侧向围岩的屈服破坏特征、垂直以及水平应力分布特
煤矿安全 2020年4期2020-04-24
- 王庄煤矿沿空掘巷煤柱合理宽度研究
助进风巷设计为小煤柱沿空掘巷，煤柱宽度的合理留设是保障巷道围岩稳定、以及工作面安全高效生产的关键，对提高煤炭资源采出率，延长矿井服务年限具有重要意义[4-7]。本文对此进行研究，以确定7105辅助进风巷沿空掘巷时煤柱宽度的合理尺寸。1 工作面概况王庄煤矿7105工作面位于71采区南部，工作面东部为漳泽水库保护煤柱，西部为71采区大巷，南部为绛河保护煤柱，北部为正在回采的7103工作面。工作面采用两进一回的“W型”通风方式，工作面平面布置如图1所示。工作面开
煤 2020年3期2020-03-23
- 基于能量耗散留设窄煤柱合理尺寸研究
巷可以分为完全无煤柱沿空掘巷和留窄煤柱沿空掘巷，其中留窄煤柱沿空掘巷应用较为广泛[3]，然而当前众多研究中，针对窄煤柱留设的模拟研究方法一般采用塑性区、位移等因素进行分析确定，对基于能量研究的方法却很缺乏，而且能量是导致煤柱发生破坏的本质原因。因此本文基于某矿2101W工作面的实际条件，利用能量法进行窄煤柱留设尺寸的确定，为矿井煤柱设计提供理论依据。1 工程背景某矿2101W工作面埋深635.5 m，煤层平均厚度3.0 m，煤层倾角16～20°，平均18°
煤 2019年9期2019-10-11
- 构造复杂煤层工作面煤柱宽度留设研究
相邻工作面之间的煤柱是保护巷道稳定的重要影响因素，而煤柱的宽度又是煤柱发挥作用的关键。对于构造复杂煤层，煤柱宽度的留设不同于普通煤层。由于构造复杂煤层顶板岩层多变，对煤柱的作用不均匀，不同位置的岩层对煤柱的破坏影响不同。因此，研究构造复杂煤层的煤柱宽度对巷道稳定性的影响至关重要。本文以鲁西煤矿3上118综采工作面和3上116综采工作面之间的煤柱为研究对象，通过数值模拟分析了不同煤柱宽度下3上118运输巷道和煤柱的受力和变形特征，以选出最佳的煤柱宽度。1 工
煤矿现代化 2019年6期2019-09-09
- 辛置煤矿2-104综放工作面合理留设煤柱尺寸研究
煤矿依然采用留设煤柱的方法来保护采准巷道[1-2]。留设保护煤柱的资料浪费率就达到了35%以上。采准巷道作为综放回采工作面的咽喉，其安全状况影响着工作面的正常生产，决定着矿井的经济效益，而合理区段煤柱的留设决定着采准巷道的安全与维护状况。因此，综放工作面采准巷道应当合理留设煤柱，既能有利于巷道的维护，又能节约煤炭资源，提高煤炭的利用率[3-4]。1 工作面概况辛置煤矿2-104工作面位于一采区采区巷道前进方向右翼，北部为矿井三条大巷，南部为设计的2-105
煤矿现代化 2019年4期2019-06-19
- 沿空掘巷窄煤柱合理尺寸模拟分析
数多，更容易引起煤柱内煤体破碎、巷道变形量大等问题。目前，在分析合理沿空煤柱尺寸过程中主要有理论计算、经验法和模拟计算3种方法[1-3]。理论计算主要有“大小结构理论”；经验法主要为留设2倍的支承压力峰值距离再加上5 m的距离；模拟计算主要是采用FLAC3D模拟软件，建立类似于工作面围岩产状的模型，进行垮落运算从而确定合理煤柱尺寸。本文将借助第3种手段对3上411工作面沿空掘巷窄煤柱合理尺寸进行分析[4-5]。1 工程概况某矿3上411工作面运输顺槽位于3
山西化工 2019年2期2019-06-05
- 近距离煤层巷道布置数值模拟研究
#煤层采空区遗留煤柱可能会给13#煤层回采巷道的稳定性带来影响。根据矿山压力传递规律，上煤层区段煤柱所形成支承压力在底板岩层内将有一定的传递范围，而且随远离煤层而逐渐衰减。因此，13号煤层工作面巷道应布置在支承压力影响线之外，才能避开8号煤煤柱集中应力的影响，如图1所示。根据图1，13#煤工作面巷道内错距离Ln为：Ln≥(h1+h2)tanφ式中：Ln-8#煤区段煤柱边界与13煤工作面巷道的水平间距，m；φ-应力传播影响角，20°；h1-8煤与13煤间岩层
山东煤炭科技 2019年3期2019-04-09
- 区段煤柱留设合理宽度FLAC3D数值模拟研究
多数采用留设区段煤柱护巷方法，若留设的煤柱宽度过窄，能够提高煤炭采出率，但巷道围岩变形严重，尤其是巷道两帮变形量较大，造成巷道维护困难，若留设的煤柱宽度过宽，虽然有利于保护巷道围岩的稳定性，但煤炭损失严重，降低了煤炭采出率，因此留设合理宽度的护巷煤柱一直是煤炭工作者研究的重要课题[1-2]。1 工作面概况河北某矿6101工作面主采6#煤，煤层平均厚度3.0 m，煤层倾角平均10°，工作面走向长1 900 m，倾斜长150 m，平均埋深400 m，工作面煤层
中国矿业 2019年3期2019-03-13
- 区段合理煤柱宽度的数值模拟与研究
作面之间留设保护煤柱，以维持工作面及巷道在开采时的稳定性。保护煤柱过窄，回采巷道会由于回采产生的冲击发生失稳现象，严重影响安全；保护煤柱过宽，虽然能够更好地保证巷道稳定，却会造成较大的资源浪费。因此，科学合理的选择煤柱宽度，在工作面开采设计中具有重要意义。本文以马兰煤矿10505回采工作面煤柱的留设为研究背景，利用理论计算及数值模拟的方法，对其保护煤柱宽度进行设计研究，研究结果对该矿安全高效生产具有重大意义。1 工程概况西山煤电马兰煤矿位于山西省古交市辖区
山东煤炭科技 2019年1期2019-01-30
- 窄煤柱沿空掘巷合理煤柱宽度的确定
中间巷道两侧保护煤柱的宽度留设或设计不合理、不科学，中间预留巷道将受到两侧工作面采动高应力叠加作用的影响，使其维护相当困难。预留巷道保护煤柱宽度对巷道稳定性的影响主要有两个方面：一是煤柱宽度影响巷道围岩应力；二是煤柱宽度影响巷道围岩完整性。具体可分为：围岩的应力状态、矿压显现规律和窄煤柱的稳定性原理。1 试验巷道生产地质条件15104工作面开采煤层为15#煤层。煤层厚度较稳定，煤质比较松软，15#煤层煤厚平均4.5m，煤层中部存在0.8m夹矸、泥岩，煤层倾
山东煤炭科技 2018年6期2018-12-05
- 隆德煤矿区段煤柱合理宽度的确定
拟方案为确定合理煤柱尺寸，采用FLAC3D[1-2]对煤柱留设宽度进行模拟分析，结合隆德煤矿201工作面的实际情况，依据区段煤柱的留设宽度不同，确定模拟方案如下：方案1：煤柱的留设宽度为20.0m。方案2：煤柱的留设宽度为17.5m。方案3：煤柱的留设宽度为15.0m。方案4：煤柱的留设宽度为12.5m。方案5：煤柱的留设宽度为10.0m。模拟选用的本构关系为Mohr-Coulomb model，模型的左、右边界为单边约束，即水平位移为零，垂直位移不为零，
采矿与岩层控制工程学报 2018年5期2018-11-08
- 深部煤层合理煤柱留设尺寸理论研究
利用现场经验留设煤柱尺寸，导致煤柱尺寸留设宽度不合理，造成资源浪费，而且煤柱过宽使得煤柱内部应力集中现象严重，巷道围岩变形剧烈，甚至造成失稳，因此留设合理煤柱宽度，不仅能够提高资源利用率，而且能够有效提高煤柱承载能力，提高巷道整体的稳定性[3]. 常村矿2105工作面由于工作面间煤柱尺寸留设较大，造成煤柱内部应力集中，使得巷道应力变形严重，因此在该矿地质条件基础上进行合理煤柱的尺寸留设研究，最终确定合理煤柱宽度，为工作面留煤柱沿空掘巷提供理论依据。1 工程
山西焦煤科技 2018年8期2018-10-30
- 大断面综放工作面巷道煤柱宽度探讨
设30 m左右宽煤柱维护巷道，造成资源浪费外，还会产生安全隐患等问题。合理的煤柱宽度对于提高煤炭资源回收率、保证巷道稳定以及实现综合开采高产高效意义重大。1 22108工作面基本情况东曲矿22108工作面煤层较稳定，煤层倾角平均15.3°，厚度6.3～13.5 m，平均厚度9.7 m。工作面长2344 m，倾向长238 m，采用综放采煤工艺，采煤高度2.4 m，放顶煤高度9.4 m。2 煤柱宽度理论计算巷道煤柱上所承载的应力是上方煤岩层自重所产生的，计算方
江西煤炭科技 2018年1期2018-03-13
- 大断面综放沿空巷道合理煤柱宽度的确定
0～50m不等宽煤柱支护维护沿空巷道，虽然暂时缓解了工作面和巷道所受的影响，但不合理的煤柱宽度浪费了资源，不合理的布置会造成巷道受力不均，进而出现冒顶、垮帮和底鼓现象，使开采工作陷入更加复杂的条件。煤柱宽度合理化对于提高煤炭资源回收率、保证沿空巷道稳定以及实现综合开采高产高效率意义重大。前人根据不同的地质条件、开采方式和支护水平对综放区煤柱的应力情况和合理宽度进行了深入探索。但庞庞塔煤矿9- 700工作面具有其独特地质条件，需要在现场监测的基础上，结合理论
中国矿山工程 2018年1期2018-03-10
- 基于可释放弹性能的窄煤柱合理宽度研究
层开采中，留设厚煤柱不仅造成了资源浪费，而且导致煤柱内部应力集中，引发一系列的次生灾害。因此，采用了沿空掘巷留设窄煤柱技术。在沿空掘巷技术中，留设合理的窄煤柱尺寸是技术的关键，相关研究多集中于煤柱应力场、位移场以及数值模拟塑性破坏等，缺乏对煤柱可释放弹性能的研究，而能量释放过程是造成巷道围岩及煤柱变形破坏的主要原因[1-2].1 工作面概况山西某矿1327工作面埋深525.5 m，煤层平均倾角0°～3°，近水平煤层，煤均厚2.6 m，巷道直接顶为2.2 m
山西焦煤科技 2018年10期2018-02-19
- 基于载荷转移距离和有效宽度的煤柱稳定性评价方法
距离和有效宽度的煤柱稳定性评价方法崔希民1，逯 颖1，张 兵2(1.中国矿业大学(北京) 地球科学与测绘工程学院，北京 100083; 2.石家庄学院 资源与环境科学学院，河北 石家庄 050035)煤柱稳定性评价是房柱式开采设计的主要研究内容之一。在分析煤柱强度、煤柱载荷和从属面积法煤柱稳定性评价的基础上，定义了煤柱有效宽度为煤柱横截面内最大内切圆直径，引入采动载荷转移距离LTD，建立了基于载荷转移距离和煤柱有效宽度的煤柱稳定性评价方法。通过对规则煤柱和
煤炭学报 2017年11期2017-12-22
- 大倾角特厚煤层区段煤柱合理尺寸研究
倾角特厚煤层区段煤柱合理尺寸研究任重先(山煤集团 经坊煤业,山西 长治 046000)以某矿5#大倾角特厚煤层区段煤柱留设为工程背景,基于极限平衡理论和广义米塞斯准则理论计算得到煤层倾角为35°时区段煤柱宽度,得出留设区段煤柱25.6 m左右。运用FLAC3D数值模拟了不同煤柱宽度时巷道围岩应力和塑性区分布特征,模拟结果表明留设区段煤柱宽度在25 m较合理。大倾角特厚煤层;区段煤柱;极限平衡理论;数值模拟大倾角煤层一般是指倾角为35°～55°的煤层[1],
山西煤炭 2017年3期2017-11-01
- 埋深变化对孤岛煤柱失稳破坏的影响规律
）埋深变化对孤岛煤柱失稳破坏的影响规律李士栋（兖煤菏泽能化有限公司赵楼煤矿，山东省菏泽市，274705）为研究孤岛煤柱不同埋深条件诱发的冲击失稳现象，借助FLAC3D数值模拟软件，阐述了煤层埋深变化从200 m到1200 m时，孤岛煤柱形成过程中的剩余弹性应变能及支承压力变化规律。对比分析不同埋深的煤柱内部应力分布规律，以及其形成过程中的能量积聚过程和释放特征。揭示埋深变化对采场围岩及孤岛煤柱稳定性的影响规律。孤岛煤柱 失稳破坏 弹性应变能 冲击地压近年来
中国煤炭 2016年7期2016-08-10
- 大采高工作面沿空掘巷窄煤柱宽度研究
工作面沿空掘巷窄煤柱宽度研究闫晋峰1，2(1.太原理工大学 矿业工程学院；2.山西潞安集团常村煤业有限公司)针对某矿地质条件，运用理论分析、数值模拟和现场实测等方法对厚煤层合理煤柱宽度进行研究，分析了不同宽度煤柱条件下2602工作面主巷的围岩变形规律以及应力分布规律，得出了2602工作面回采巷道的合理布置位置以及沿空掘巷煤柱尺寸的合理宽度为5 m，为类似条件下巷道掘进和布置提供参考。大采高 沿空掘巷 窄煤柱宽度 数值模拟沿空掘巷是提高煤炭回收率的有效手段，
现代矿业 2015年8期2015-03-09
- 煤矿分层开采煤柱护巷方式数值模拟研究
种情况进行模拟，煤柱取10 m 和4 m(无煤柱)两种情况。图2 Ⅰ－Ⅰ'剖面模型图(9#煤上层煤已采完)为了更好地呈现上层煤层开采对下层巷道应力分布的影响，建立以下3 种局部模型进行计算:1)上下层都留10 m 区段煤柱模型(见图3a).2)上层留10 m 区段煤柱，下层留4 m 区段煤柱模型(图3b).3)上下层都留4 m 区段煤柱(无煤柱)模型(图3c).局部模型取东1 工作面和东2 工作面之间的区段煤柱为中心，计算模拟煤柱下方巷道的应力变化，为减小
山西焦煤科技 2015年11期2015-01-13
- 孤岛条带工作面的煤柱合理留设
90m。2 合理煤柱留设分析2.1 煤柱稳定性分区煤炭开采过程中，由于断层、构造及边界隔离等因素的影响，或多或少会留有一些保护煤柱，如断层保护煤柱、大巷之间煤柱、工作面停采线保护煤柱等。煤柱的合理留取，尤其是煤柱的宽度对巷道的稳定性和提高煤炭回收率具有重要意义。在回采或掘进巷道时，在煤柱边缘会出现数倍的应力集中，而在边缘处，煤柱抗压强度一般较低，使得边缘部分遭到不同程度的破坏，集中应力向煤柱深部转移，当煤柱的承载强度与支承压力达到极限平衡时，煤柱才处于稳定
山东工业技术 2014年19期2014-12-02
- 回采巷道煤柱稳定性影响研究
区段煤柱是保证相邻工作面回采安全的隔离体，起着隔离采空区和维护回采巷道的作用；它与回采巷道支护、维护成本、安全生产、煤炭资源回采率密切相关。本文以某矿实际为工程背景，通过理论计算与数值模拟方法得出某矿不同开采情况下、不同煤柱尺寸对煤柱稳定性的影响。1 煤柱宽度尺寸计算1）工程概况：某矿现开采煤层为石炭二叠系煤层、结构复杂，含4-10层夹石，岩性一般为炭质泥岩、高岭质泥岩、粉砂岩。煤层厚度12.14m～23.43m，平均16.44 m。老顶为中粗砂岩、含砾粗
山西煤炭 2013年7期2013-10-22
- 房柱式采空区遗留煤柱稳定性综合评价研究
内遗留有大量支撑煤柱，这些煤柱对采场上覆岩层直至地表的运动起到至关重要的作用，但煤柱一旦失稳，将失去对覆岩的支撑，易导致采空区及地表的大面积突然垮塌甚至引发矿震，非但起不到保护地面和井下受护对象的作用，而且还损失了宝贵的煤炭资源，给煤矿安全生产带来重大隐患，困扰着企业和地区的可持续发展。因此，对房柱式采空区遗留煤柱的稳定进行评价是非常必要的。目前房柱式采空区内煤柱稳定性评价方法尚无统一的标准，主要有经验公式法、现场实测、数值模拟法及刚度理论法等［3－8］，
采矿与岩层控制工程学报 2013年3期2013-09-11
- 长壁工作面顺槽煤柱合理留设尺寸的确定
)长壁工作面顺槽煤柱合理留设尺寸的确定郝瑞清(山西省阳泉市国土资源局，山西 阳泉 045000)顺槽煤柱的稳定性是决定回采巷道稳定的关键，是保证相邻两工作面顺利回采的隔离体。顺槽煤柱的尺寸留设是影响煤柱稳定的决定性因素。本文采用理论分析和数值模拟方法，分析长壁工作面顺槽煤柱合理留设宽度，以保证煤柱的稳定性。研究结果表明:间隔煤柱在工作面回采之前，承受上覆岩层均布载荷，能够保持自稳状态;工作面回采后，间隔煤柱受到开采的扰动和关键块体回转的影响，形成侧向支承压
山西焦煤科技 2012年10期2012-09-14
- 近距离煤层开采区段煤柱留设研究
用，将巷道布置在煤柱下方的低应力区是实现主动控制巷道稳定性的根本途径，然而巷道布置受多方面因素影响，并不都能将巷道布置在应力降低区，这就需要研究近距离煤层煤柱在底板中的分布规律和影响范围，对下部煤层回采巷道的合理位置进行探讨，提出近距离下部煤层回采巷道的合理位置确定方法。一、煤柱稳定性影响因素1.煤体性质在含节理弱面的煤柱稳定性和煤柱设计中，当抗剪强度不足时，应采取调整煤柱位置、加大煤柱宽度和进行充填等措施，提高煤柱的承载能力和稳定性。由于煤体中结构面的存
中国煤炭工业 2011年6期2011-04-13
- 综采沿空掘巷煤柱合理宽度数值模拟研究
红星综采沿空掘巷煤柱合理宽度数值模拟研究张兵奇，庞泽明，伊红星(河南理工大学能源科学与工程学院，河南 焦作 454003)合理的煤柱宽度能够保证工作面巷道的稳定性，改善沿空掘巷维护状况，降低由于矿山压力造成的巷道变形，煤柱宽度的确定对于提高煤柱回收率、保障安全高效的生产起到积极作用。本文通过数值模拟研究分析，研究了综采沿空掘巷煤柱的稳定性以及合理的煤柱宽度，为确定合理的煤柱宽度提供了理论依据。沿空掘巷;巷道稳定;煤柱宽度;数值模拟留设煤柱一直是煤矿传统的护
山西焦煤科技 2011年11期2011-01-23