近距离煤层房柱区煤柱底板应力传递规律

采用理论分析和数值模拟的方法,以陕北煤田韩家湾矿近距离煤层2~(-2)煤和3~(-1)煤为研究对象,对煤柱的应力分布及传递规律进行研究。结合煤层具体赋存条件计算煤柱的塑性区宽度,分析韩家湾矿残留煤柱支撑能力。对4种尺寸的煤柱应力在底板中的分布规律进行力学分析,得到不同尺寸煤柱在底板各深度的应力曲线。运用FLAC~(3D)软件对韩家湾煤矿2~(-2)煤房柱区留设的4种尺寸的间隔煤柱应力分布进行模拟,得出不同尺寸煤柱应力在底板岩层中的分布图。结果表明:残留煤柱承载着上覆岩层的重量,沿煤柱中心线向下传递到底板岩层中,呈半椭圆型分布,在煤柱下方形成应力增高区,应力以中心线为轴向两侧形成对称分布;煤柱应力在底板岩层中的传递与煤柱的尺寸大小有关,煤柱尺寸越大,应力在底板岩层中向下传递的越远、分布范围越广;下煤层开采进入14 m煤柱下方边界时,受双重应力作用,易引起顶板整体切落,对工作面造成的安全隐患较大。     

近距离煤层群下行开采下煤层覆岩运移规律模拟

为研究近距离煤层群开采过程中下煤层的覆岩运移规律,基于木瓜矿10-110首采工作面的实际工程背景,采用相似材料对该矿10煤开采过程进行模拟,从相似材料运移形态、移近量等方面对覆岩运移规律进行了分析,研究表明:近距离煤层群下行开采下煤层初次和周期来压步距、覆岩位移特征,为相似地质条件煤层的开采提供理论依据.     

近距离煤层下行跨煤柱开采巷道的合理布局

为了探究遗留区段煤柱对下伏回采巷道布局的影响,以煤峪口矿为工程背景,通过最大主应力集中系数判别底板应力增高区,采用理论解析、编程计算、数值模拟的方法,研究了不同开采阶段底板应力增高区的演化特征.结果表明：区段煤柱宽度、埋深、煤柱边缘至峰值区的距离及其垂直应力峰值控制着应力增高区的发育,采空区应力恢复特征对应力增高区的影响可以忽略;对比各模拟方案中煤柱-巷道错距与应力增高区对下煤层的影响范围峰值,并结合采空区应力逐渐恢复及工作面矿压显现的区域化特征,认为煤柱-巷道错距10～15 m为优选区间.选择12 m错距进行工业试验,取得了良好效果.     

上山保护煤柱应力传递规律解析

为研究煤层下行开采过程中上山保护煤柱应力传递规律,防治深部开采中煤柱支承压力向下传递形成应力集中引起的动力灾害,采用理论分析和数值模拟方法,基于弹性力学原理推导上山保护煤柱应力传递规律函数,并应用于某矿煤柱应力传递;运用FLAC3D数值模拟某矿1#煤层遗留煤柱对2#煤层巷道掘进的影响.研究结果表明:上山保护煤柱力学模型...     

煤柱影响下远距离多煤层重叠开采覆岩运动规律

为探究平煤股份八矿多煤层远距离重叠开采,留设煤柱及采空区对底板卸压效果的影响,开展沿煤层倾向开采的相似模拟实验.实验结果表明:丁组煤层或戊组煤层开采,采空区或孤岛煤柱下方底板应力增卸压效果均随埋深的增加而减弱.丁组煤层开采上帮和下帮卸压角分别是65°和75°,煤柱增压区会影响至己组煤层.丁、戊组重叠开采上帮和下帮卸压角分别是75°和65°,卸压区和增压区均会波及到己组煤层,应力增值幅度有限.戊组煤层因采动形成动态增、卸压值要高于采动结束后产生的附加应力.丁组煤层开采对己组煤层的卸压保护效果甚微,但煤柱会使己组煤层产生附加应力.丁、戊组煤层重叠开采,煤柱和采空区交错布置有利于己组煤层开采.     

急倾斜煤层护巷煤柱开采

为有效回收急倾斜煤层开采时为保护巷道留设的煤柱,提高煤炭回收率和矿井经济效益,对长沟峪煤矿-140 m水平东一石门保护煤柱的开采进行理论研究和数值分析,实践成功地采出煤炭40余万吨,取得了较好的经济效益,为相似条件下保护煤柱的开采提供了理论依据,并具有借鉴作用。     

大安山矿煤柱对下部煤层开采影响

为安全开采大安山煤矿+550 m水平轴13槽煤层.利用ANSYS有限元软件,对大安山煤矿+550 m水平轴13槽煤层开采情况进行模拟,建立了二维有限元模型,分析了13槽煤层开采时,上部的14槽煤层开采后遗留的煤柱对其开采的影响.模拟结果表明:煤柱对下煤层的开采有较大的影响,其中煤柱左侧对下煤层开采的影响范围为45~55 m,煤柱左侧对下煤层开采的影响大于煤柱右侧.结合模拟结果和地质情况预测不同地区的冲击地压危险情况并提出相应防治措施,该研究为煤层开采设计提供理论指导.     

近距煤层开采巷道保护煤柱实验研究

利用相似材料模拟实验，通过对近距离煤层在不同开采条件下巷道围岩变形及压力分布特征的分析，研究了保护煤柱合理尺寸及支护设计主导因素     

近距离煤层群开采采场支承压力分布规律研究

近距离煤层群开采时，回采工作面的支承压力经常给附近煤岩层的巷道带来采动影响，因而在实践中要摸索在不同区域和不同煤层开采时支承压力的分布规律及应力传播角曲实际情况，为工程设计提供可靠的依据，合理避开支承压力对巷道的影响。     

陶阳矿铁路下煤层群开采地表移动规律研究

本文根据多年来定期观测的大量数据。对铁路下煤层群重复开采的地表移动规律进行了分析、研究。主要是将各观测站所针对的主要开采工作面的基本条件和实际观测资料,利用参数识别的方法,求出各观测站的地表移动计算参数,并分析出计算参数的可靠性,同时,对各非充分采动条件下的观测站资料,利用求取的计算参数,模拟计算出具体地质开采条件下充分采动或接近充分采动时的地表移动变形。并分析计算出各种角值参数。     

复杂煤层群开采条件下沿空掘巷 合理煤柱宽度的确定

以山脚树矿22155工作面为工程背景,根据该工作面的工程地质情况及煤层群上下工作面开采关系,采用数值分析的方法计算得出22153采空区边缘煤体内部应力集中系数,并依据弹塑性力学理论,提出合理煤柱宽度的计算公式.研究结果表明：通过极限平衡理论计算得到的巷道侧塑性区宽度较直接采用锚杆支护长度更合理;对于复杂煤层群开采条件下,应力集中系数可采用数值分析的方法获取;运用该方法所计算的复杂煤层群开采条件下煤柱宽度经过现场实践检验是科学、合理的.     

近距离煤层开采对上煤层煤柱氧化影响与治理研究

为研究下部近距离煤层开采引发上煤层工作面煤柱氧化问题,以某煤矿9#煤层2394工作面回风顺槽煤柱为研究对象,研究了其下方12#煤层2322工作面开采后采空区上方“两带”分布高度特征和下山边界影响区的范围。研究结果表明,该回风顺槽煤柱处于下煤层工作面采空区上方裂隙带及下山边界影响区范围内。同时,运用FLAC3D模拟了该煤柱内的应力、位移和变形破坏特征,模拟结果表明,下方12#煤层工作面开采是造成了9#煤层回风顺槽煤柱变形破坏的主要原因。由于煤柱破坏变形及在掘进正压通风的影响下,该煤柱内出现了高温氧化现象。通过采取煤层注水、喷浆隔氧、保障通风等措施,消除了煤柱火灾隐患。     

工业广场煤柱开采地表变形规律研究

针对工作面进入工业广场煤柱下回采设计了12个开采方案,采用概率积分法对各方案地表变形情况进行了理论计算和分析,得出了地表各处的变形预计结果。根据预测结果,从中选取了最优的开采方案,既保证了地面建筑物的安全,又尽可能多的回收了煤炭资源。     

急倾斜煤层分段开采下部煤岩体应力及位移演化规律

为了掌握急倾斜特厚煤层分段开采时工作面下部煤岩体应力及位移演化规律,采用数值模拟方法研究了工作面下部煤岩体和工作面底板的应力及位移分布,并分析了分段高度和开采深度对下部煤岩体应力及位移的影响。研究表明：上分段开采后,下部不同深度煤岩体卸压范围均呈长轴沿煤层走向的椭圆状,但卸压范围并不对称,底板侧和顶板侧的煤岩体卸压程度不同,靠近底板侧卸压程度更大。下部煤体卸压深度大小为底板侧>工作面中部>顶板侧。煤层底板不同深度出现不对称卸压区,靠近回采分段上端部的煤层底板处垂直应力明显集中。急倾斜煤层分段开采,段高对下部煤体的卸压深度范围影响较小。开采深度不同时,随着埋深增加,工作面下部煤岩体应力集中区域增大,下部同一深度煤体的垂直应力、垂直位移均出现明显增加,开采深度对工作面下部煤岩体的卸压范围影响明显,埋深越大卸压范围也越大。     

局部薄弱煤柱影响下临近煤柱应力分布规律研究

为了研究采空区煤柱—顶板结构安全稳定性,以白羊岭煤矿留煤柱开采为例,借助前期研究已建立多煤柱—顶板结构简化为连续梁力学模型,根据煤柱与顶板变形协调关系进一步建立了局部薄弱煤柱影响下相邻煤柱竖向应力分布函数,推导了局部煤柱承载力衰减影响下临近煤柱竖向应力分布计算公式,研究了煤柱—顶板结构荷载传递规律。结果表明:煤柱内部竖向应力分布理论计算结果和数值模拟结果较为吻合,但在煤柱外侧竖向应力相差较大;3#煤柱承载力由q0l衰减为q0l/2时,两侧相邻煤柱承载力增加了11q0/32,顶板和围岩共同分担了剩余的竖向荷载21q0/32;煤柱承载力的衰减,不但对临近其他煤柱形成了应力传递效应,同时转移的荷载增量对顶板稳定性威胁更大。     

清河门矿近距离煤层群上行开采技术

为了确定清河门矿231采区3-3煤层上行开采的可行性,利用相似材料模拟方法分析了下部3-2煤层开采对3-3煤层的影响,在此通过布置巷道和钻孔进行现场探测,分析了3-3煤层下伏采空区的充实程度、3-3煤层下沉变形及围岩采动裂隙、顶板离层状态等情况.在此基础上,成功对231采区3-3煤层N3路的近距离煤层实行上行综合机械化开采.     

缓倾斜煤层群上行开采的研究

本文在相似材料模拟实验,有限元计算和生产实践基础上,研究了缓倾斜煤层群上行开采岩层运动发展规律和支承压力分布规律,通过分析和比较得出:上行开采的岩层运动特征和支承压力分布特征对采场围岩的平衡和稳定、顶板管理和控制、巷道布置和维护、支架——围岩关系、工作面和巷道保护都极为有利;是一种既安全又经济的开采方法。     

浅谈煤层群开采的采区巷道布置

本文阐述了采区上(下)山的布置、层间联络巷和区段平巷的布置、分组集中联合布置的生产系统、联合布置采区方式。     

铁东62~#煤层无煤柱开采巷旁支护研究

通过七台河矿务局铁东矿一采区62~#层工作面沿空留巷的巷旁支护实践,提出了煤矸渣木拉筋混凝土墙巷旁支护技术。     

江西丰城八一矿高瓦斯煤层无煤柱开采试验成功

由我院与丰城矿务局、江西省煤炭工业科学研究所共同承担的科研项目《江西丰城八一矿高瓦斯煤层无煤柱开采试验》,历时两年十一个月,获得成功,取得了安全生产的效果.江西省煤炭厅于1984年12月16日主持召开了技术鉴定会.八一矿顶层煤属缓倾斜高瓦斯可自燃煤层,平均厚1.24米,煤质中硬,煤层倾角一般为10度,煤层赋存条件较好.采用自然垮落法顶板管理.绝对瓦斯涌出量为21.658m~3/min,