近距离煤层同采巷道混合布置参数分析

为探讨近距离煤层同采时回采巷道的布置方式与参数,分析了近距离煤层回采巷道不同布置方式的优缺点及适用条件,根据泉店煤矿东翼11采区的地质赋存条件及矿井生产现状,确定其近距离煤层回采巷道采用混合布置方式。依据上煤层开采后采空区边缘与下煤层巷道之间的弹塑性分布区与应力梯度分布状况,以及巷道围岩表面变形量,分别确定下煤层上巷相对上煤层上巷向上平错20m,下煤层下巷相对上煤层下巷向上平错10m。在泉店煤矿东翼11采区首采面进行近距离煤层同采巷道混合布置的应用与实测,现场实测表明巷道变形量得到有效控制,说明其同采巷道布置合理。     

错层位巷道布置采空区孔隙率模型及瓦斯流场分布规律研究

采空区孔隙率分布对采空区气体流动具有重要影响。为研究错层位采空区孔隙率对瓦斯流动规律的影响,以镇城底矿22202错层位巷道布置工作面为工程背景,通过理论研究推导错层位采空区孔隙率分布的数学模型,建立错层位采空区孔隙率分布三维空间函数,分析错层位巷道布置形式对采空区孔隙率分布的影响;运用FLUENT模拟揭示了错层位与传统巷道布置工作面及采空区浅部区域瓦斯运移变化规律;通过现场实践,进行瓦斯浓度的监测。结果表明：相较于传统工作面,错层位采空区孔隙率呈现“一高一低”不对称U形分布特征,巷道布置差异对采空区整体瓦斯分布影响较小,但对工作面及回风侧采空区浅部流场有较大影响;其次错层位工作面存在的起坡段,增加了采空区漏风风阻,减少了采空区漏风量,提高了工作面通风效率且回风巷位于煤层顶板利于瓦斯排放,可有效解决工作面上隅角瓦斯超限问题。错层位巷道布置能有效降低工作面瓦斯积聚浓度,可充分保障工作面安全高效生产。     

厚煤层分岔区下分层回采巷道位置选择

针对分岔厚煤层下分层难以确定回采巷道位置这一问题,通过采用室内试验对夹矸层和3下煤层受采动影响破坏进行分析。采用数值模拟对6种不同方案下围岩的应力分布规律、巷道变形特征和塑性区分布情况进行分析,结果表明:与煤柱中心的水平间距为30m处巷道围岩稳定性较好,其巷道围岩塑性区范围及变形量小。通过现场监测对巷道稳定性进行验证,表明在距离残余煤柱30m处布置回采巷道,围岩的变形量比较小,巷道围岩具有良好的稳定性。研究结论为类似条件下的巷道位置选择提供了借鉴。     

近距离煤层采空区下回采巷道合理位置的选择

本文以东欢坨煤矿9煤层与12_(-1)煤层近距离煤层开采为研究背景,采用理论分析和FLAC3D数值模拟方法,研究了回采巷道合理位置的选择问题。结果表明:通过理论计算9煤层开采后底板最大破坏深度达到26.6 m,对部分12_(-1)煤层开采造成一定影响;2322工作面回采巷道应布置在应力降低区,距9煤层煤柱边缘水平距离16 m的采空区下,这样对巷道两帮位移及顶板位移影响相对较小。该矿2322工作面的回采实践证明了巷道布置的合理性。     

浅谈如何加强回采工作面采空侧顺槽支护

回采工作面衔接布置时,不可避免会出现顺槽邻近采空区,回采期间采空区顺槽受相邻已采面采空压力及本工作面采动的二次动压影响,巷道发生严重变形,严重制约回采工作面的安全生产。     

锚网支护在近距离煤层开采中的研究与应用

通过对近距离煤层开采时,上层煤采后煤层顶底板移动规律及影响范围进行分析,提出下层煤开采时,在保护煤柱边缘附近布置巷道,应采用内错式布置,该种布置方式使巷道承受压力大为减小,采用锚杆、网片及配套锚索可有效支护巷道顶板,能将下层煤开采时的回采巷道变形控制在允许变形范围内,支护难度降低,支护成本及巷道维护费用也大大降低。同时针对下层煤回采时,巷道围岩受二次采动影响,变形加剧,提出了加强超前支护距离及提高超前支护强度等方法,有效的控制了巷道顶底板变形,保证了巷道正常使用。     

错层位巷道布置夹矸对顶煤冒放性研究

为解决厚煤层错层位巷道布置下夹矸对顶煤冒放性的影响问题,采用理论推导和数值模拟的方法,研究在错层位巷道布置下工作面支承压力对夹矸破坏程度的影响以及夹矸对顶煤冒放性的影响导致顶煤冒放的难易程度.结果表明:厚煤层错层位巷道布置取消了区段保护煤柱,首采工作面和接续工作工作面连接成整体.随着接续工作面的不断增加导致发挥作用的关键层位置提高,使工作面支承压力增大,同时使夹矸的承载增大.与传统巷道布置相比,错层位巷道布置下工作面支承压力对夹矸破坏剧烈,夹矸破坏充分,顶煤冒放性较易,进一步推出错层位巷道布置下煤层中夹矸的断裂步距缩小,煤层中夹矸的临界厚度增大.     

近距离煤层群开采下煤层开切眼合理位置的确定

近距离煤层群在我国煤炭资源分布中占较大比重,为确定近距离煤层群开采过程中下煤层开切眼的合理位置,基于木瓜矿10-110首采工作面的实际工程背景,采用数值软件UDEC对该矿10煤开采过程进行模拟,分析了10煤覆岩运移形态,得到了近距离煤层群下行开采下煤层开切眼的合理位置,结果表明:上部煤层开采后在距切眼5 m的采空区边缘出现应力集中峰值,距切眼15 m位置应力最低,宜将下煤层切眼布置在此区域;下煤层开采至上煤层切眼与停采线位置时压力较大,应采取特别支护措施。该研究为近距离煤层群开采下煤层切眼附近安全开采提供了技术支持。     

极近距离下煤层开采合理停采线位置及支护方式确定

本文通过对同煤集团四老沟矿极近距离煤层下煤层回采工作面停采线合理位置的研究，对停采线附近层间距为0．8～2．0m下煤层巷道及工作面采用联合支护方式，成功的维护住了工作面及巷道顶板，达到了预期的支护效果，保证了撤面期间的安全。这对极近、近距离煤层下煤层综采工作面停采线位置的确定和提高煤炭采出率具有一定的借鉴应用和参考价值。     

上下煤层分层同采巷道布置及围岩变形机理研究

上下煤层分层同采时,开采所引起的本煤层以及煤层之间的复杂应力场和位移场将导致巷道失稳、工作面顶板冒矸、支架折损、采场影响相互叠加等问题。因此,本文设计了上下煤层回采巷道布置方式,并在山西中阳华润联盛苏村煤矿进行了实验。同时,本文还研究了上下煤层同采巷道围岩变形机理,建立模型后模拟得到了两煤层采场相互扰动影响最小的安全错距为45 m。结合苏村煤矿地质条件和开采技术,确定了上下煤层回采巷道布置方式为对齐布置。在此基础上,构建了上下煤层同采巷道数值模型。根据上下区段之间煤柱和巷道支护、开采工艺和顺序,探讨了上下煤层开采扰动覆岩运动规律。分析苏村煤矿实验结果,得到了6~#煤层和10~#煤层同采时的巷道布置以及同采合理错距布面。该方法解决了两层煤同采时影响相互叠加的问题,保障了煤矿的生产安全,提高了煤矿的经济效益。     

近距离采空区下大断面巷道顶板稳定分析

近距离采空区下大断面巷道顶板受煤层开采和巷道掘进两次采掘扰动,为研究两次扰动对巷道顶板稳定性的影响,以任楼煤矿Ⅱ8224切眼巷道为工程背景,利用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,对采空区卸荷影响深度和巷道采掘扰动特征进行分析。结果表明：采空区卸荷影响深度的理论计算结果、数值模拟计算结果与钻取岩芯分析结果三者一致,受卸荷影响范围内的岩层会向上隆起;采空区下大断面巷道顶板的下沉时间为14d,最大下沉速度仅为15 mm/d。得出结论：采空区卸荷对煤层底板的扰动破坏影响深度为5.2 m;受采空区卸荷影响,巷道顶板下沉时间、下沉速度和下沉量较小。     

华盛煤矿矿井501采区布置探讨

通过对华盛煤矿矿井501采区布置的探讨,得出结论：501采区胶带运输巷和轨道运输巷均沿5号煤层底板布置,采区回风巷沿5号煤层顶板布置;工作面运输、回风顺槽和开切眼均沿5号煤层底板布置。矿井移交生产及达到设计生产能力时,井下5号煤层共布置1个综采放顶煤工作面和2个综掘工作面,采掘比为1：2。     

倾斜煤层沿空留巷力学模型分析

倾斜煤层走向长壁开采沿空留巷,可以采用区段上行式留风巷方案或区段下行式留机巷方案.为了研究二者顶板活动的差异,利用叠加连续层板模型和顶板载荷条带分割法,考虑煤层倾角的影响,得出了相应条件下的巷旁支护阻力计算公式.对比分析表明,巷旁支护所需支护阻力留机巷时比留风巷时大;采用风巷留巷,巷旁支护阻力随煤层倾角α增大而减小;采用机巷沿空留巷,巷旁支护阻力随煤层倾角α增大而增大,但当α大于采空区冒落矸石自然安息角时,考虑矸石堆积支撑作用,有利于降低巷旁支护阻力.研究结果为倾斜煤层沿空留巷时区段开采顺序的选择提供一定参考依据.     

上覆不明采空区积水危险性判定技术研究

为确定胜利煤矿10#煤层上部采空区积水范围,保证煤层开采过程中避免受到水害威胁,运用板壳理论和关键层理论,建立胜利矿开采10#煤层采空区覆岩变形破坏的力学分析模型,结合经验公式法和数值模拟方法得出10#煤层各分区的最大导高和底板破裂的最大深度,通过上部采空区积水危险性判定准则,得出开采10#煤时将被上部6#煤层采空区积水影响,而不会受到2#煤层采空区积水的影响,为该矿防治水方案的提出和安全开采具有理论指导意义和实际应用价值.     

近水平远距离下保护层开采卸压范围

为了确定晋城矿区保护层开采的卸压保护范围,采用相似模拟、现场实测的方法,研究了保护层开采过程中被保护层的竖向变形规律,得出了保护层开采的有效卸压范围,为相似条件下保护层开采及被保护层巷道布置提供依据。研究表明:保护层开采后,被保护层煤体出现明显的竖向变形,沿工作面推进方向上依次分为压缩区、膨胀区、卸压膨胀区、膨胀区、压缩区;沿煤层上山方向的有效卸压保护角为81.6°,下山方向的有效卸压保护角为79°,走向有效卸压保护角为67.7°;在工作面后方37 m以远,3#煤体膨胀逐渐趋于稳定膨胀值为93 mm,膨胀率为1.55%,煤体卸压充分。     

活井旺采采空区飓风灾害的理论预测与防灾工程设计

依据活井21^上 303旺采工作面的布置与开采情况，参照1-2上煤层的顶板赋存结构条件，分析预测在1—2^上 煤层顶板在采空区整体切落时现有采空区飓风灾害的程度，并评价现场实施的防灾工程的安全程度，对今后的防灾工程决策具有重要意义。理论预测成果和评价设计方法在现场实际应用，效果良好，证明其科学可靠性。     

钱营孜煤矿首采面应力分布特征的数值模拟

为了分析综采工作面超前支承压力的分布特征,以及塑性区、围岩位移分布规律和采动影响下煤层底板的破坏规律,应用UDEC软件对钱营孜煤矿3212综采工作面进行了数值模拟对比分析.结果表明工作面推进190 m,前方支承压力基本维持不变,应力集中系数为2.4左右,超前影响范围为35 m左右,底板岩层破坏的程度和深度在几个开采周期中保持一致.这些结果与现场矿山压力观测结果基本吻合,为巷道超前支护、加强支护提供了理论与技术依据,也可以为相似条件下工作面的安全开采及支护提供借鉴.     

利用卸压巷道技术控制深井回采巷道变形破坏

煤矿深井回采巷道除受围岩压力影响外,还受回采工作面动压及相邻采空区基本顶运动的影响。巷道围岩变形破坏严重,底臌量大,维修困难。结合东海煤矿五采区左十二面回采巷道的地质和地压情况,提出了卸压巷道的解决方法,并分析了卸压巷道解决此问题的原理,对卸压巷道位置、支撑煤柱宽度、让压煤柱宽度、巷道宽度进行了计算。同时,将让压巷道作为回采工作面的排放瓦斯尾巷。东海煤矿的实践表明,该方法取得了很好的效果,卸压巷道在一定条件下可以解决深部巷道的变形问题。     

急倾斜煤层采空区输气管道变形模拟

为了探究急倾斜煤层开采形成的采空区对其上覆输气管道安全运行的影响,基于快速拉格朗日法对某煤层采空区进行数值模拟,探究了实际煤矿采空区的地质沉降和管道位移特征,研究了不同倾角、不同开采深度的急倾斜煤层对上覆输气管道变形的影响。结果表明:某煤矿区五个急倾斜煤层在开采100 m后,在煤层坡面上方形成最大深度1.54 m的塌陷,塌陷区内的土壤和岩石主要向煤层方向水平移动和垂直向下移动;靠近煤层采空区的管道,垂直方向位移大于水平方向位移,而远离煤层采空区管道,则水平位移较大;随着急倾斜煤层倾角减小和开采深度增大,管道向下的沉降量增大,并且发生最大沉降的位置逐渐向煤层方向靠近。     

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.