煤层群下行开采煤柱应力传递规律

为研究煤层群开采过程中遗留煤柱应力传递规律,防治下煤层开采中上部煤柱应力传递形成应力集中引起的矿井动力灾害.采用理论研究与数值模拟的方法对煤柱的应力传递规律进行研究.应用土力学原理对集中应力和线性应力在岩体中垂直近似传递规律公式进行推导;运用FLAC3D软件对同忻矿8104工作面区段煤柱应力状态及上覆侏罗系煤柱应力传递规律进行数值模拟,对不同宽度以及不同应力场条件下煤柱应力传递规律进行分析.研究发现,煤柱应力垂直传递受到自身宽度、埋深、采高和煤层倾角的影响,同时还受下部采空区的影响.8104工作面准备完成后煤柱所受应力较高,工作面前方应力升高区近100 m,工作面推进到550 m时矿压显现较严重,对工作面安全作业威胁较大,煤柱应力升高主要是由上部采空区煤柱应力传递及采空区悬顶面积过大所引起.     

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...     

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.     

近距离煤层回采过上覆煤柱的实践探讨

四老沟矿14-3#层303盘区的8311工作面为近距离煤层下层开采。其走向长度1010米,面长150米,平均煤厚2.6米,开采储量50.3万吨。该工作面上覆14-2#层为小窑破坏区,存在大量的不规则煤柱。受其影响该工作面在准备前5311巷540米—670米巷段发生顶板下沉、巷道严重片帮、地鼓等冲击地压现象,冲击地压的发生使该巷段严重变形,巷高最低处不足1米（原净高2.5米）,最窄巷宽最窄处不足1.5米（原净宽3．2米）,巷遭几近报废。     

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。     

倾斜煤层含矸煤柱区应力状态及防冲技术研究

针对倾斜煤层分层开采综放工作面临空侧含夹矸层巷道变形量大、冲击危险性高的问题,构建了侧向悬顶临空煤柱受力模型,运用数值模拟方法对工作面回采过程中煤柱区域围岩应力场和塑性区变化进行研究。研究结果表明：在煤柱弹性变形阶段,煤柱支撑力、变形量、煤柱积聚弹性能随着悬顶长度的增大而增大;临空煤柱在巷道区域存在夹矸弱层时,沿夹矸面产生的应力集中区致使巷道变形量增大,诱使周围煤岩运动加剧;当临空侧煤柱上方巷道顶板不易发生破坏时,可形成弹性能的良好载体和传递通道,造成巷道应力集中,加剧冲击地压发生危险性。同时,针对含矸临空煤柱自身抗破坏能力较差问题,提出远近结合、分批次的卸压方式,制定了顶板预裂、煤体爆破方案,有效降低巷道帮鼓变形量,微震震动点向远离工作面方向上方顶板偏移,冲击地压危险程度明显降低,有效保证工作面安全回采。     

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。     

深部开采底板应力传播规律研究

该文在分析了开滦赵各庄矿13水平东翼2石门以东的地质条件和开采特点的基础上,通过理论分析,进行了底板应力场分布规律的研究,研究结果对于指导深部复杂地质条件下煤矿安全开采具有指导意义。     

煤层底板应力分布的相似材料模拟分析

本文根据淮北芦岭煤矿的地质条件,通过相似材料模拟实验分析了工作面生产过程中煤层底板应力分布的规律,并对底板巷道布置和回采工作面设计提出了一些合理的方案。     

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.     

郭屯煤矿深部煤层不规则煤柱变形破坏规律研究

围绕深部不规则煤柱变形破坏问题,在煤柱变形破坏、煤柱留设宽度和影响煤柱宽度因素等方面进行了系统全面的研究。根据支承压力分布规律,以巷道观测为基准,建立了以理论分析和实测研究为主的深部不规则煤柱变形破坏分析方案。通过对实测数据的分析,得出了郭屯煤矿深部煤柱变形破坏的规律和煤柱留设的合理尺寸,为煤柱合理留设提供了参考和借鉴。     

鲍店煤矿采空区下近距离煤层矿震规律研究

十采区103下03工作面属于采空区下近距离煤层工作面,上部为已采工作面。本文采用微震监测工作面采动影响下工作面矿震情况,分析为本区域工作面矿震能量分级、时间、空间规律,为冲击地压的防治提供参考。根据对103下03工作面矿震规律的研究,对下一步采空区下近距离煤层条件下工作面开采具有一定的指导意义,同时,对于具有类似条件下的煤层开采,具有相应的借鉴作用。     

极近距离煤层重复采动矿压显现规律

为深入研究极近距离煤层重复采动矿压显现规律,以六家煤矿SⅡN26-7工作面为研究对象,采用数值模拟、相似材料模拟试验和现场监测的方法,对围岩应力、覆岩运动规律、工作面超前采动影响范围进行分析.研究结果表明:在上部6-6煤层开采的影响下,SⅡN26-7工作面超前支承压力峰值降低了7 MPa;顶板初次垮落步距和周期来压步距与开采6-6煤层相比减小了13.5 m和7.3 m,应力峰值距煤壁距离减小了4 m,应力集中系数降低了0.5;工作面超前采动影响范围为35 m;极近距离煤层重复采动,工作面超前支承压力、顶板来压步距均有降低,矿压显现强度有所减弱.     

极近距离煤层采空区下过煤柱回采巷道破坏特征及控制对策研究

针对新旺煤矿极近距离煤层采空区下3101工作面运输平巷过煤柱时围岩变形量大、变形时间长以及支护系统损毁等矿压显现特点,分析了极近距离煤层采空区下运输平巷过煤柱时的变形破坏特征,并揭示其破坏机制。采用FLAC3D数值模拟软件研究了遗留煤柱对下部煤层顶板应力分布的影响;运输平巷过煤柱时围岩塑性区的变化规律,并提出锚网+锚注联合支护手段,分析了锚杆间排距、锚注深度对联合支护效果的影响,并进行现场应用。研究结果表明:采用联合支护后巷道围岩总体变形量较小,围岩变形量较原支护方案减小了75%,支护系统亦无开裂损毁现象发生,实现了对极近距离煤层运输平巷围岩变形的有效控制。     

煤层底板变形与破坏规律直流电阻率CT探测

从煤层开采引起底板破坏的一般规律出发,探讨了底板岩层破坏与其电阻率的响应关系。介绍了直流电阻率CT探测技术的原理与方法,按照采动底板岩层活动规律设计了探测方案,进行煤层底板破坏深度的动态直流电阻率CT探测。通过在淮北某矿1028工作面风巷中底板位置施工2个钻孔,在孔中埋置一定数量电极,形成孔间探测剖面,并根据工作面回采进度探测不同时期岩层电场变化特征,反演其电阻率值,得出煤层底板采动裂隙演化过程中的岩层电阻率响应特征和1028工作面底板破坏深度为17 m,为煤矿安全生产提供直观有效的技术参数。试验结果表明:采用直流电阻率CT探测煤层底板采动破坏带演化过程效果明显,能显示出底板在回采过程中变化破坏情况,有利于煤矿底板突水预测和突水防治措施的制订。     

综放面支承压力沿底板传递规律研究

综采放顶煤开采技术经过20多年的发展,以其高产高效、经济效益显著等优点,已成为我国厚煤层主要开采方法,综放开采四大难题(瓦斯、煤尘、自燃、回采率)已基本得到解决.但随着放顶煤开采范围扩大,也带来一些如采场周围巷道如何合理布置和留设等新问题,这些新问题与综放采场围岩压力分布规律有关.谢桥矿已回采结束的1121(3)和1141(3)工作面由于区段煤柱尺寸留设不合理,导致了处于底板斜下方的东二轨道大巷、皮带大巷及东一C组采区中部、下部车场破坏严重,特别是东二轨道大巷部分地段发生冒顶,冒落高度达3～4 m,影响了矿井东部采区的投产时间和整个矿井的采掘接替顺序.2001年,谢桥矿与安徽理工大学合作,开展了综放采场围岩压力分布规律的研究.通过分析研究,科学地确定了合理煤柱尺寸,工作面收作后采场周围巷道基本没有损坏,保证了矿井的正常生产.     

煤层采动后荷载的传递规律分析

<正>1采动煤层受力特点分析在单一自重应力场条件下,采场周围岩体上的支撑压力来自上覆岩层的重量。根据宋振骐院士的"传递岩梁"理论,假设煤层及各岩层为水平赋存,将采场上覆岩层简化     

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。     

多次动压下近距离煤层群覆岩破坏规律研究

应用不连续变形分析(DDA)方法模拟分析了邻近工作面开采和本工作面开采对上覆岩层及留设小煤柱的变形影响规律,再现了上覆岩层、留设煤柱及巷道的变形破坏过程,获得了小煤柱巷道在多次动压影响下的变形量、应力分布和破坏范围.随着开采的推进.工作面的上方会形成半椭圆形的应力场,由此可预测采空区上覆岩层的离层及关键层的形成.当下煤层开采通过邻近上煤层所留设煤柱对应位置时,留设煤柱所承受的载荷最大,在回采过程中可产生很大的应力释放,导致上覆岩层有大范围的离层,并由此引发地表大面积沉陷.此时要注意防范诸如冲击地压及地表沉陷地质灾害事故的发生.