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“三软”煤层区段煤柱合理优化研究
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作者 张杰 武浩昊 +6 位作者 卓青松 何义峰 高守世 孙建平 张一铭 庞海波 贾子轩 《中国矿业》 北大核心 2025年第1期126-136,共11页
“三软”煤层地质条件促使区段煤柱承载性能弱化,为避免煤柱失稳常留设大煤柱,造成资源浪费,提高煤炭资源的回采率,本文以安阳煤矿1513回采工作面的区段煤柱合理宽度优化为研究背景,基于“三软”煤层赋存特征,采用理论分析和数值模拟的... “三软”煤层地质条件促使区段煤柱承载性能弱化,为避免煤柱失稳常留设大煤柱,造成资源浪费,提高煤炭资源的回采率,本文以安阳煤矿1513回采工作面的区段煤柱合理宽度优化为研究背景,基于“三软”煤层赋存特征,采用理论分析和数值模拟的方法对煤柱内的支承压力及弹塑性区展开研究。研究得到区段煤柱合理宽度,并通过现场应用验证其科学合理性。研究结果表明,区段煤柱塑性区应力明显高于弹性核心区,并得到了两区范围,结合数值模拟不同煤柱宽度应力分布特征,得到了不同宽度的区段煤柱变形破坏特征,以及塑性区分布特征。将研究结论应用于现场监测,表明1513回采工作面区段煤柱合理宽度为20 m。本文研究一定程度上提高了煤层回采率,减少煤炭资源的浪费,增加经济效益,同时为相似开采条件下区段煤柱的优化设计提供了有益参考。 展开更多
关键词 支承应力 煤柱优化 数值模拟 CT成像 钻孔窥视
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厚煤层大巷保护煤柱合理尺寸优化
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作者 罗波远 张涛 +3 位作者 安彦成 姚新宇 刘志刚 李树文 《煤炭技术》 CAS 2025年第1期48-51,共4页
针对红庆梁煤矿12308回采工作面大巷保护煤柱宽度留设过大导致煤炭资源浪费的问题,通过数值仿真分析工作面前方区段煤柱的应力分布规律,得到大巷保护煤柱合理宽度为100~150 m,通过12308回风顺槽顶板锚索支护压力监测,得到大巷保护煤柱... 针对红庆梁煤矿12308回采工作面大巷保护煤柱宽度留设过大导致煤炭资源浪费的问题,通过数值仿真分析工作面前方区段煤柱的应力分布规律,得到大巷保护煤柱合理宽度为100~150 m,通过12308回风顺槽顶板锚索支护压力监测,得到大巷保护煤柱宽度不得小于121 m,通过极限强度理论分析煤柱的稳定性,最终将12308回采工作面大巷保护煤柱的宽度从200 m减小到125 m。通过对停采后北翼回风大巷钻孔应力进行监测,进一步验证了125 m宽大巷保护煤柱留设的安全性与合理性,大大减少了煤炭资源的浪费。 展开更多
关键词 保护煤柱 数值仿真 矿山压力
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神东矿区复合顶板无煤柱自成巷技术的研究及应用
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作者 白雪亮 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期146-157,共12页
针对浅埋复合顶板邻空巷道围岩变形大等难题,以哈拉沟煤矿12201工作面为研究背景,引入无煤柱自成巷技术,从沿空掘巷与无煤柱自成巷条件下邻空侧巷道顶板破断结构的力学模型差异性分析2种留巷方式对巷道围岩传递机制及围岩变形规律的影响... 针对浅埋复合顶板邻空巷道围岩变形大等难题,以哈拉沟煤矿12201工作面为研究背景,引入无煤柱自成巷技术,从沿空掘巷与无煤柱自成巷条件下邻空侧巷道顶板破断结构的力学模型差异性分析2种留巷方式对巷道围岩传递机制及围岩变形规律的影响,研究浅埋复合顶板无煤柱自成巷切顶卸压控制巷道围岩变形作用机理,采用FLAC模拟了切顶角度、高度对12201工作面采动后和接续面12202工作面超前区域2个阶段留巷变形及围岩应力的影响,得出最合理的切顶优化参数,结合现场施工效果进行验证。研究结果表明,通过分析邻空巷道侧顶板切顶条件下“短臂梁”结构与未切顶条件下“砌体梁”结构载荷传递的差异性,得出影响侧向载荷传递的关键因素为切顶高度与角度;对切顶高度、角度采用数值模拟正交试验后得出巷道切顶角度10°、切顶高度8 m时围岩应力及变形量最小,结合现场切顶施工条件得出10°/8 m切顶参数留巷后稳定性最佳,为神东矿区浅埋、含煤复合顶板大变形巷道围岩控制技术提供了理论指导。 展开更多
关键词 浅埋复合顶板 无煤柱自成巷 沿空掘巷 切顶卸压 “短臂梁” 数值模拟
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瑞龙煤业150103轨道顺槽小煤柱留设合理宽度分析研究
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作者 冀晓虎 《煤炭与化工》 2025年第4期41-45,128,共6页
山西寿阳潞阳瑞龙煤业有限公司150103轨道顺槽位于井田中部,受南侧150102轨道顺槽及采空区影响,需确定合理的煤柱留设宽度。针对这一情况,本文通过理论计算与数值模拟相结合的方法,分析了不同煤柱宽度下巷道围岩的塑性区分布和应力环境... 山西寿阳潞阳瑞龙煤业有限公司150103轨道顺槽位于井田中部,受南侧150102轨道顺槽及采空区影响,需确定合理的煤柱留设宽度。针对这一情况,本文通过理论计算与数值模拟相结合的方法,分析了不同煤柱宽度下巷道围岩的塑性区分布和应力环境,确定了最优的煤柱留设宽度为8 m。实践表明,该煤柱对巷道围岩变形起到了很好的控制作用,为研究类似条件下的煤柱留设提供了经验参考。 展开更多
关键词 小煤柱 煤柱宽度 数值模拟
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基于强度理论的新窑煤矿巷旁煤柱稳定性分析及留设宽度研究
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作者 朱建涛 张一铭 《陕西煤炭》 2025年第4期1-7,34,共8页
随着矿井开采水平逐渐加深和煤炭需求量的增大,为了促进煤矿的安全、高效开采,资源节约和降本增效,针对巷旁煤柱合理留设尺寸的研究显得尤为重要。因此,以新窑煤矿4^(-3)煤层24312工作面为研究对象,为解决新窑煤矿巷旁煤柱留设宽度依据... 随着矿井开采水平逐渐加深和煤炭需求量的增大,为了促进煤矿的安全、高效开采,资源节约和降本增效,针对巷旁煤柱合理留设尺寸的研究显得尤为重要。因此,以新窑煤矿4^(-3)煤层24312工作面为研究对象,为解决新窑煤矿巷旁煤柱留设宽度依据不足的问题,基于极限强度理论,运用数值模拟、物理相似模拟等方法,对巷旁煤柱上覆弧形三角块的稳定性以及其合理宽度进行计算。研究结果表明,24312工作面煤柱上覆弧形三角块在受到3次扰动的情况下仍然可以保持稳定状态,通过回转变形失稳判别式得到其并未产生失稳,其状态仍然保持稳定,在此情况下对巷旁煤柱的合理宽度进行分析,并得到由25 m优化至20 m过程中整体保持稳定,由15 m继续优化时,煤柱开始产生裂隙,且发生横向位移,当煤柱尺寸为10 m时,煤柱上方覆岩产生裂隙,存在失稳危险。根据相似模拟实验与数值模拟分析所得,当宽度为15 m时,煤柱整体保持在稳定状态,此时满足矿井安全生产需求。 展开更多
关键词 沿空掘巷 合理煤柱宽度 煤柱稳定性 数值模拟
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动压影响下厚硬石灰岩顶板区段煤柱合理宽度优化及支护技术
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作者 石新起 张建忠 李坤 《中国矿山工程》 2025年第1期1-7,共7页
为了解决厚硬顶板条件下受多次采动影响巷道区段煤柱留设宽度不合理的问题,以东泰鑫源煤矿10109运输顺槽为工程背景,采用理论计算分析、数值模拟和工程实践等方法进行研究。研究结果表明:针对厚硬顶板进行切顶卸压,理论计算得到切顶高度... 为了解决厚硬顶板条件下受多次采动影响巷道区段煤柱留设宽度不合理的问题,以东泰鑫源煤矿10109运输顺槽为工程背景,采用理论计算分析、数值模拟和工程实践等方法进行研究。研究结果表明:针对厚硬顶板进行切顶卸压,理论计算得到切顶高度27 m,切顶角度0°;数值模拟结果显示煤柱宽度低于16 m时受两次采动影响后煤柱均存在高应力集中,塑性破坏严重。煤柱宽度高于16 m后,煤柱内弹性核区面积占比大于50%,巷道围岩稳定,结合计算得出受两次动压影响巷道区段煤柱合理留设宽度为16.5 m,提出了以“强帮护顶”为主的支护方案,现场监测一次采动影响下10109运输顺槽顶底板表面最大位移165 mm,两帮表面最大位移118 mm。16.5 m宽度区段煤柱结合联合支护技术可有效控制受动压影响的巷道围岩变形。 展开更多
关键词 区段煤柱 切顶卸压 数值模拟 支护技术 采动压力 垂直应力
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断层采动受煤柱留设宽度的影响分析
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作者 何佳乐 《凿岩机械气动工具》 2025年第3期62-64,共3页
文章结合具体工程,采用FLAC3D数值模拟软件,构建了一个包含断层的三维地层模型,模拟了不同煤柱留设宽度下的采动效应。模拟结果显示,煤柱宽度的变化会影响煤层开采过程中的应力分布和位移变化。在应力方面,随着煤柱留设宽度的增加,超前... 文章结合具体工程,采用FLAC3D数值模拟软件,构建了一个包含断层的三维地层模型,模拟了不同煤柱留设宽度下的采动效应。模拟结果显示,煤柱宽度的变化会影响煤层开采过程中的应力分布和位移变化。在应力方面,随着煤柱留设宽度的增加,超前支撑应力呈现先升后降的趋势,初期较窄煤柱可能导致应力集中,但随着开采的推进,应力逐渐释放;在位移方面,煤柱留设宽度的增加有效降低了煤层顶板的沉陷程度,增强了顶板稳定性。说明合理的煤柱留设宽度对于确保煤层开采的安全性和稳定性具有重要意义。 展开更多
关键词 断层采动 煤柱宽度 数值模拟 应力变化
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大倾角煤层综放工作面留小煤柱尺寸稳定性分析
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作者 高明 《凿岩机械气动工具》 2025年第1期62-64,共3页
文章采用FLAC 3D数值模拟技术,模拟不同煤柱宽度下的应力分布和巷道围岩变形情况。研究发现,随着煤柱宽度的增加,煤柱内部的应力集中程度先增大后趋于稳定,巷道围岩变形程度逐渐减小;当煤柱宽度达到一定值时,会形成稳固的高应力支撑区域... 文章采用FLAC 3D数值模拟技术,模拟不同煤柱宽度下的应力分布和巷道围岩变形情况。研究发现,随着煤柱宽度的增加,煤柱内部的应力集中程度先增大后趋于稳定,巷道围岩变形程度逐渐减小;当煤柱宽度达到一定值时,会形成稳固的高应力支撑区域,有效支撑上方岩层的压力;煤柱宽度变化对巷道两侧的水平应力和垂直应力分布均有显著影响;通过合理确定煤柱宽度,并采取相应的支护措施,可以有效保障沿空巷道围岩的稳定性。 展开更多
关键词 数值模拟 大倾角煤层 煤柱宽度 应力分布
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邻空巷道围岩控制与煤柱优化技术研究
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作者 孙赫 《煤》 2025年第5期77-82,共6页
石炭二叠系煤层具有埋藏深、厚度大,煤层及其顶底板都很坚硬的特征。开采时,邻空巷道因为受到邻近工作面开采活动的扰动,邻空巷道矿压显现强烈,表现出两帮变形大、底鼓等现象。文章采取切顶卸压、设计合适爆破参数、理论计算、数值模拟... 石炭二叠系煤层具有埋藏深、厚度大,煤层及其顶底板都很坚硬的特征。开采时,邻空巷道因为受到邻近工作面开采活动的扰动,邻空巷道矿压显现强烈,表现出两帮变形大、底鼓等现象。文章采取切顶卸压、设计合适爆破参数、理论计算、数值模拟等方法对煤柱尺寸进行优化,增加了矿井煤炭储量,提升煤炭回采率,实现了矿井正常可持续发展。 展开更多
关键词 爆破 切顶卸压 煤柱 集中应力 数值模拟
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深部半煤岩窄煤柱沿空掘巷围岩控制技术研究
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作者 单振兴 赵浩为 +1 位作者 王奕洋 郭凯奇 《煤炭与化工》 2025年第4期46-50,72,共6页
针对深部半煤岩沿空掘巷围岩控制技术进行研究,探究窄煤柱宽度和控制技术对围岩稳定性的影响。以祁东矿为试验矿井,通过数值模拟等方法,得到合理的窄煤柱宽度为6 m。由于深部半煤岩巷道中煤柱一部分是煤,一部分是岩石,围岩强度不同,对... 针对深部半煤岩沿空掘巷围岩控制技术进行研究,探究窄煤柱宽度和控制技术对围岩稳定性的影响。以祁东矿为试验矿井,通过数值模拟等方法,得到合理的窄煤柱宽度为6 m。由于深部半煤岩巷道中煤柱一部分是煤,一部分是岩石,围岩强度不同,对此针对性的提出了非对称性支护技术,煤体区域采用高预应力锚索进行支护,岩石区域采用锚杆进行支护。根据现场监测结果,6 m宽的窄煤柱及非对称性支护方案能有效控制巷道围岩变形,巷道围岩变形在35 d后趋于稳定,稳定时两帮围岩表面变形量最大约123 mm,处于合理范围内,巷道围岩的变形情况得到显著改善,采用的煤柱宽度和非对称性控制技术是合理有效的。 展开更多
关键词 半煤岩 沿空掘巷 数值模拟 煤柱宽度 非对称性 围岩控制
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厚煤层大断面沿空煤巷合理煤柱宽度及支护技术分析
11
作者 解鹏 《山西煤炭》 2025年第2期1-6,共6页
合理的煤柱宽度对沿空巷道围岩控制至关重要,若煤柱宽度不合理会使巷道处于强采动影响范围内,导致巷道变形严重。为保证沿空煤巷安全,以燕子山煤矿8218工作面回风巷为例,对强动压影响下沿空煤巷围岩失稳机理及合理煤柱宽度进行了研究。... 合理的煤柱宽度对沿空巷道围岩控制至关重要,若煤柱宽度不合理会使巷道处于强采动影响范围内,导致巷道变形严重。为保证沿空煤巷安全,以燕子山煤矿8218工作面回风巷为例,对强动压影响下沿空煤巷围岩失稳机理及合理煤柱宽度进行了研究。结果表明:基于巷道掘进和回采过程中不同煤柱宽度下巷道围岩应力场演化规律,得出煤柱宽度为6 m最为合理;结合煤柱巷道围岩应力分布及塑性区范围,提出了“锚索+注浆+单体支柱”联合支护方案。现场观测发现,实施联合支护方案后巷道断面平整,变形量较小,保障了工作面的安全回采。 展开更多
关键词 煤柱宽度 联合支护 沿空煤巷 强动压效应
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常村矿2106工作面合理煤柱宽度下切顶卸压可行性分析
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作者 董飞 刘小花 江东海 《山西煤炭》 2025年第1期26-31,共6页
以山西潞安化工集团常村煤矿2106工作面为工程背景,采用数值模拟和现场验证相结合的手段,分析了沿空留巷合理煤柱宽度下不同切顶高度对煤柱及巷道围岩的应力影响规律,优选出切顶卸压的合理高度。研究结果表明:随着煤柱宽度的增加,应力... 以山西潞安化工集团常村煤矿2106工作面为工程背景,采用数值模拟和现场验证相结合的手段,分析了沿空留巷合理煤柱宽度下不同切顶高度对煤柱及巷道围岩的应力影响规律,优选出切顶卸压的合理高度。研究结果表明:随着煤柱宽度的增加,应力集中区域逐渐由采空区侧向煤柱中心位置转移,而实体煤侧的峰值应力会表现出降低的趋势,其降低幅度表现为指数函数递减趋势;常村矿合理煤柱宽度为8 m时,有利于控制沿空巷道围岩的稳定性,在8 m合理煤柱宽度下最佳的切顶高度为15 m;通过在常村矿进行工业性试验,采用煤柱宽度为8 m,切顶角度为90°,切顶高度为15 m,得到的围岩变形量整体明显下降,卸压效果显著,巷道留巷效果较好。本研究结果可为类似地质条件切顶留巷参数的选取提供理论依据和实践参考。 展开更多
关键词 沿空留巷 合理煤柱宽度 切顶高度 数值模拟
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润东煤业切顶卸压留小煤柱数值模拟及工程实践研究
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作者 路瑞军 《能源与节能》 2025年第5期32-35,共4页
针对厚煤层综放工作面留区段小煤柱沿空巷道控制难度大的问题,以润东煤业1307、1306工作面间采用切顶卸压技术留设小煤柱为工程背景,运用数值模拟的方法对切顶卸压高度和小煤柱宽度进行研究,并最终开展工程应用进行方案评价分析与工程... 针对厚煤层综放工作面留区段小煤柱沿空巷道控制难度大的问题,以润东煤业1307、1306工作面间采用切顶卸压技术留设小煤柱为工程背景,运用数值模拟的方法对切顶卸压高度和小煤柱宽度进行研究,并最终开展工程应用进行方案评价分析与工程质量监测。结果表明:切顶可以有效降低煤柱塑性破坏程度,随着切顶高度增加,煤柱塑性破坏面积减小,当切顶高度大于20m时,煤柱塑性破坏面积变化不再明显;增加煤柱宽度可有效减小煤柱塑性破坏占比,当煤柱宽度大于等于8m时,煤柱塑性区不再发生贯穿,此时煤柱已基本稳定。现场工程实践表明,回采期间巷道围岩变形量均在可控范围内,达到了围岩控制的预期要求。研究结果可为其他类似巷道切顶卸压留设小煤柱提供借鉴。 展开更多
关键词 切顶卸压 小煤柱 厚煤层 数值模拟 围岩控制
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工作面采高对大巷煤柱稳定性的影响研究
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作者 张小虎 《能源与节能》 2025年第1期287-291,共5页
以寺河矿西三盘区为研究对象,结合矿井水文地质资料,研究了工作面采高及推进速度等因素对大巷保护煤柱稳定性的影响。首先分析了工作面所在煤矿实际地质资料,通过数值模拟方法对超前支承应力分布特征以及塑性区演化规律进行计算,初步确... 以寺河矿西三盘区为研究对象,结合矿井水文地质资料,研究了工作面采高及推进速度等因素对大巷保护煤柱稳定性的影响。首先分析了工作面所在煤矿实际地质资料,通过数值模拟方法对超前支承应力分布特征以及塑性区演化规律进行计算,初步确定了不同工作面采高对保护煤柱应力场与塑性区的影响程度;再结合工作面其他影响因素对寺河矿西三盘区煤柱留设宽度进行了研究。研究为巷道支护形式、顶板破断的控制管理提供了依据,也为工作面停采线合理位置的确定提供了理论指导。 展开更多
关键词 超前支承应力 保护煤柱留设 数值模拟
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断层影响下保护煤柱区域矿压显现特征及控制技术
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作者 邸俐泽 《陕西煤炭》 2025年第1期52-56,91,共6页
针对断层影响下异形煤柱部分区域围岩应力大、难支护的问题,以木瓜煤矿10201综采工作面梯形煤柱为研究对象,通过对护巷煤柱覆岩结构力学模型进行分析,发现煤柱所受载荷与断层应力传递密切相关,同时引入动载系数K计算出护巷煤柱临界宽度... 针对断层影响下异形煤柱部分区域围岩应力大、难支护的问题,以木瓜煤矿10201综采工作面梯形煤柱为研究对象,通过对护巷煤柱覆岩结构力学模型进行分析,发现煤柱所受载荷与断层应力传递密切相关,同时引入动载系数K计算出护巷煤柱临界宽度;利用FLAC 3D数值模拟分析切顶前后不同护巷煤柱围岩应力分布规律;并在异形煤柱不同宽度处采取分区支护方式,应用钻孔卸压使巷道围岩最大变形量由未切顶卸压时的690 mm降低至184 mm,卸压效果显著。 展开更多
关键词 断层影响 异形煤柱 数值模拟 切顶卸压
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非对称载荷作用下倾斜区段煤柱稳定性分析及控制技术 被引量:2
16
作者 来兴平 尉迟小骞 +1 位作者 单鹏飞 方贤威 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期203-212,共10页
为解决工作面回采及巷道掘进影响下倾斜区段煤柱稳定性劣化的复杂问题,运用弹性力学半逆解法及摩尔-库伦准则建立力学模型,结合三维有限元数值模拟,深入分析了倾斜区段煤柱一侧受载结构形态特征,明确了倾斜煤柱失稳致灾力源及载荷的分... 为解决工作面回采及巷道掘进影响下倾斜区段煤柱稳定性劣化的复杂问题,运用弹性力学半逆解法及摩尔-库伦准则建立力学模型,结合三维有限元数值模拟,深入分析了倾斜区段煤柱一侧受载结构形态特征,明确了倾斜煤柱失稳致灾力源及载荷的分布特性,探究了采掘扰动下倾斜区段煤柱塑性变形-失稳-破坏的动态演化过程,揭示了非对称载荷作用下倾斜区段煤柱临界失稳致灾机理,以此为基础优化了倾斜煤柱及周围巷道稳定性控制技术。结果表明:区段煤柱因煤层倾角导致的倾斜形态是煤柱所承受载荷呈非对称状的关键诱因,这一特性致使倾斜煤柱最底端区域覆载最大,且当此区域失稳破坏时,呈现由煤柱下端底角塑性区向煤柱上端底角塑性区扩展的运移过程,并因此得出倾斜区段煤柱临界尺寸随煤层倾角增大而增加的演化规律。由此,针对大南湖一矿倾斜区段煤柱及周围巷道变形失稳的问题,采用支护优化及注浆加固等措施,降低了倾斜区段煤柱侧巷道的变形速率,为类似矿井的煤柱稳定性控制提供了借鉴。 展开更多
关键词 倾斜区段煤柱 非对称载荷 临界尺寸 数值模拟 巷道支护优化
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防隔水煤柱合理留设宽度分析
17
作者 谷拴成 张炜 +2 位作者 文嘉豪 康恽博 呼嘉龙 《西安科技大学学报》 北大核心 2024年第6期1060-1070,共11页
为确保相邻采空区积水情况下综放工作面的安全开采,以崔家沟煤矿2305工作面与2303采空区间的防隔水煤柱为背景,采用物理力学参数试验分析水对煤体的影响;利用极限平衡理论确定巷道侧塑性区宽度、引入软化模量分析确定积水采空区侧塑性... 为确保相邻采空区积水情况下综放工作面的安全开采,以崔家沟煤矿2305工作面与2303采空区间的防隔水煤柱为背景,采用物理力学参数试验分析水对煤体的影响;利用极限平衡理论确定巷道侧塑性区宽度、引入软化模量分析确定积水采空区侧塑性区宽度、将威尔逊煤柱承载理论与Bieniawski强度公式结合确定弹性核区宽度;通过FLAC^(3D)模拟了煤柱在22~32 m情况下的塑性区与应力分布情况;应用钻孔应力计和钻孔窥视仪监测了巷道侧煤柱的应力及破坏情况。结果表明:水对煤体强度影响较大,黏聚力和内摩擦角降低了14%、抗压强度和抗拉强度降低了20%、弹性模量降低了43%;巷道侧塑性区为2.74 m、积水采空区侧塑性区宽度在5.01~6.60 m、弹性核区宽度在17.10~17.48 m,防隔水煤柱最小留设宽度为26.44 m;当煤柱宽度大于28m时,煤柱两侧塑性区不再出现变化,此时采空区侧塑性区宽度为6.00 m、巷道侧塑性区宽度为2.00 m,现场监测巷道侧煤柱的塑性区宽度为2.4 m,验证了理论分析的合理性。 展开更多
关键词 采空区积水 防隔水煤柱 威尔逊煤柱承载理论 数值模拟 留设宽度
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强动压松软煤体条件下沿空掘巷护巷煤柱尺寸研究 被引量:2
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作者 王远东 秦江波 +1 位作者 徐大龙 顾伟 《山西煤炭》 2024年第2期1-7,30,共8页
针对强动压松软煤体条件下综采工作面沿空巷道围岩变形量大、稳定性差的难题,本文以赵庄煤矿5328工作面为研究背景,通过理论计算,得到了沿空掘巷煤柱尺寸的留设范围;然后通过建立数值模拟模型对多种宽度煤柱的围岩应力和塑性区进行分析... 针对强动压松软煤体条件下综采工作面沿空巷道围岩变形量大、稳定性差的难题,本文以赵庄煤矿5328工作面为研究背景,通过理论计算,得到了沿空掘巷煤柱尺寸的留设范围;然后通过建立数值模拟模型对多种宽度煤柱的围岩应力和塑性区进行分析,确定煤柱的合理尺寸为8 m。现场矿压监测结果表明,留设宽度为8 m的煤柱可以满足工作面安全生产要求。 展开更多
关键词 强动压 松软煤体 沿空掘巷 煤柱尺寸 数值模拟
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西部大采高工作面保护煤柱宽度优化研究
19
作者 解成成 刘学生 +2 位作者 范德源 杨康 宋虎 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期12-22,共11页
保护煤柱尺寸一直是三下开采研究的热点问题,特别是在西部大采高软弱覆岩特厚煤层开采条件下,其对地表建筑物安全的影响有待进一步研究。以榆树湾井田20119工作面为例,综合利用数值模拟和概率积分法确定了合理保护煤柱宽度,并进行现场... 保护煤柱尺寸一直是三下开采研究的热点问题,特别是在西部大采高软弱覆岩特厚煤层开采条件下,其对地表建筑物安全的影响有待进一步研究。以榆树湾井田20119工作面为例,综合利用数值模拟和概率积分法确定了合理保护煤柱宽度,并进行现场验证。结果表明:随着煤柱宽度的减小,地表沿X方向的水平移动呈现倒“S”型趋势,沿Y方向的移动呈现倒“U”型趋势,地表的最大下沉量随煤柱宽度的减小而不断减少;结合概率积分法对保护煤柱宽度进行预计,确定优化后的煤柱宽度为180 m;对现场村庄进行实时监测,地表下沉和倾斜值均满足现场施工要求,验证了保护煤柱宽度的合理性。 展开更多
关键词 大采高工作面 数值模拟 概率积分 保护煤柱宽度
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迎采动宽煤柱承载特性及矿压显现规律研究 被引量:3
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作者 宗保东 陈立虎 《煤炭工程》 北大核心 2024年第4期1-7,共7页
单翼开采矿井为解决采掘接替紧张的问题,常会出现迎采对掘的情况,而迎采动掘巷期间,矿压显现规律和煤柱宽度的确定是巷道掘进及安全回采的关键。以炭窑坪煤业100303运输巷迎采掘巷期间为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方... 单翼开采矿井为解决采掘接替紧张的问题,常会出现迎采对掘的情况,而迎采动掘巷期间,矿压显现规律和煤柱宽度的确定是巷道掘进及安全回采的关键。以炭窑坪煤业100303运输巷迎采掘巷期间为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,对煤柱的合理宽度及迎采期间的矿压显现规律进行研究分析。主要结论有:通过理论计算,煤柱在受到掘进扰动和工作面采动的双重影响下,确保煤柱不完全发生塑形破坏且存在弹性核的宽度至少为30 m。数值模拟发现,掘进迎头至相遇位置前方20~30 m时,围岩变形开始增大,煤柱帮和回采帮变形量均超过0.5 m。当掘进至采空区后方一定距离后,围岩因同时受掘进扰动与采空区侧向支承应力的叠加影响,变形增幅加快,煤柱帮变形严重,最大变形量超1 m。提出100303运输巷掘进距100302综采工作面70 m时,停止掘进,在迎采扰动范围内,优化支护参数,提高煤柱承载能力。现场监测表明,巷道顶底板和两帮均变形较小均在可控范围内,有效控制了迎采动工作面掘巷的围岩变形。 展开更多
关键词 迎采对掘 煤柱宽度 矿压显现 数值模拟 围岩控制
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