沿空掘巷不同煤柱宽度巷道围岩稳定性数值模拟
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沿空掘巷煤柱宽度优化的数值模拟研究
杨峰;王连国;许东来
【期刊名称】《中国矿业》
【年(卷),期】2008(017)004
【摘要】随着锚杆支护技术的推广应用,传统采掘体系中为回采工作面留设大煤柱的做法,正在越来越多的被小煤柱沿空掘巷所取代.本文运用FLAC数值模拟方法,对三交河煤矿采空区上下倾斜方向上煤层上方的支承压力分布状态,以及采动压力影响下相同锚杆支护方式的不同宽度煤柱沿空掘巷的围岩变形状况进行了模拟,得出了优化的沿空掘巷煤柱尺寸范围在4~6m.
【总页数】3页(P70-72)
【作者】杨峰;王连国;许东来
【作者单位】中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏,徐州,221008;中国矿业大学,理学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏,徐州,221008;中国矿业大学,理学院,江苏,徐
州,221008;山东科技大学资环学院,山东,青岛,266510
【正文语种】中文
【中图分类】TD263.3
【相关文献】
1.沿空掘巷煤柱宽度优化的数值模拟研究 [J], 张树祥;杨峰;公为梅
2.某孤岛面沿空掘巷煤柱宽度优化数值模拟研究 [J], 邱秉世
3.沿空掘巷窄煤柱宽度数值模拟研究 [J], 崔小欢
4.窄煤柱沿空掘巷合理煤柱宽度的数值模拟研究与应用 [J], 刘飞
5.综放沿空掘巷合理煤柱宽度数值模拟研究 [J], 李金刚;白云飞;梁雁侠;史勇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
2651 前言在多年的开采过程中,众多开采难题制约着发展,其中沿空留巷煤柱留设稳定性是一个较为突出的问题。
沿空留巷是指利用上个采空区的运输巷道或者回风巷道为下个工作面开采提供条件的一种技术,但受到工作面采动影响,此时留巷极易发生垮落变形,留巷煤柱上方覆岩在达到承载极限后会发生断裂,严重影响煤柱稳定性[1-2],造成巷道报废,严重困扰着煤矿安全生产,所以针对沿空留巷煤柱留设宽度进行研究对于留巷成功与否十分关键[3-4],此前众多学者对此进行过一定的研究,本文基于前人的研究,对煤柱合理留设宽度进行分析,为矿井安全提升,效益提升做出一定的贡献。
2 矿井概况及数值模拟研究正利矿位于山西省岚县县城东南10km处,井田面积为9.26km 2,设计生产能力1.5Mt/a。
14102综采工作面现开采山西组4#煤层,煤层平均厚度3.5m。
工作面在回采后,此时的煤柱的应力分布情况不仅与巷道掘进和工作面回采支撑压力有关有关,同时其与煤柱宽度有着密切的关系,煤柱与煤柱宽度有关,支撑压力与煤柱宽度存在3种情况:分别为当煤柱宽度较小,此时的支撑压力范围会超过煤柱宽度,此时的煤柱塑性区域增大,由于回采及掘进的影响使得煤柱两侧的 支撑压力暴增,煤柱承担载荷较大,随着支撑时间的不断推移,此时由于覆岩和采动双重作用下,此时的煤柱稳定性进一步被破坏,但塑性区域发生贯通时,此时的煤柱无法 承担载荷,从而发生失稳破坏,严重威胁着矿井安全。
当煤柱宽度较大时,此时支撑 压力影响范围小于煤柱宽度,在巷道回采及掘进双重作用下,此时煤柱两侧的支撑压力值仍会升高,达到支撑压力的峰值,但此时煤柱中间部位仍为弹性区域,煤柱的支撑压力呈现出类似“马鞍”形态,能承担较大荷载,此时巷道稳定性得到有效保障。
当煤柱宽度极大时,此时支撑压力影响范围远小于煤柱压力影响范围,巷道掘进和回采的影响下煤柱两侧的支承压力仍会升高,达到支撑压力峰值时,此时的弹性核区的支撑压力原低于原岩应力。
沿空巷道;围岩变形;煤层倾角;数值模
拟;模型试验
沿空巷道是在采矿作业中常见的一种巷道类型,其位置靠近采空区。
由于其特殊的地理位置,沿空巷道经常面临围岩变形等工程问题。
为了更好地理解这一现象,我们进行了数值模拟和模型试验。
数值模拟是一种利用数学模型和计算机技术来模拟真实世界的物理现象的方法。
在模拟中,我们考虑了煤层倾角的影响。
煤层倾角是指煤层倾斜的角度,它对围岩变形有显著影响。
一般来说,煤层倾角越大,围岩变形越明显。
在数值模拟中,我们发现随着煤层倾角的增大,围岩变形量也相应增大。
这一发现对于预测和控制围岩变形具有重要的指导意义。
模型试验是另一种重要的研究方法,它通过建立缩小的模型来模拟实际情况,以便更好地理解真实世界中的现象。
在模型试验中,我们制作了不同煤层倾角的模型,并观察了围岩变形的情况。
试验结果表明,随着煤层倾角的增大,围岩变形量也呈现出增大的趋势。
这与数值模拟的结果一致,进一步验证了我们的理论分析。
通过数值模拟和模型试验,我们深入理解了沿空巷道中围岩变形与煤层倾角的关系。
在实际采矿作业中,这一研究结果可以为巷道设计和支护提供重要的参考。
例如,在煤层倾角较大的区域,应加强支护措施以控制围岩变形。
此外,这一研究也为其他类似工程问题提供了有益的借鉴。
总之,数值模拟和模型试验是研究沿空巷道围岩变形的有效方法。
通过综合考虑煤层倾角的影响,我们可以更好地预测和控制围岩变形,提高采矿作业的安全性和稳定性。
沿空巷道围岩变形规律数值模拟分析
杨娟
【期刊名称】《中州煤炭》
【年(卷),期】2015(000)009
【摘要】针对大断面沿空巷道在相邻工作面推采过后变形严重问题,利用FLAC3D 计算软件进行数值模拟,分析沿空巷道围岩应力、位移随巷道掘进和相邻工作面回采的变化规律,得出受上覆岩层断裂结构影响,沿空巷道表面发生破坏,且煤柱侧应力集中程度相对较大,但不影响整个沿空巷道稳定性;相邻工作面推采过后,煤柱侧应力进一步增加,如支护结构及参数不合理,塑性破坏区将向煤柱内部扩展,支护效果减弱;煤柱破坏到一定程度后,应力向实体煤侧转移,实体煤侧位移急剧增加,严重的可导致巷道失稳.因此,对大断面沿空巷道支护设计时应考虑到围岩弱结构体—煤柱的特殊作用,其是整个巷道失稳的诱发点,应加强支护.
【总页数】3页(P71-73)
【作者】杨娟
【作者单位】中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆400039;瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆400037
【正文语种】中文
【中图分类】TD325.4
【相关文献】
1.西曲矿8号煤层沿空巷道围岩变形规律及控制研究 [J], 赵猛
2.不稳定残余支承压力影响下沿空巷道围岩变形规律 [J], 杜广立;李付臣;魏忠民;李华
3.二次沿空巷道留巷支护方式及围岩变形规律研究 [J], 臧英新;陈威
4.厚煤层综放大煤柱沿空巷道围岩应力及变形规律 [J], 邢士军;孟祥军;张连勇
5.不同夹矸位置的沿空巷道围岩变形规律及支护 [J], 邓海富;张洪锋
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近距离煤层沿空掘巷围岩稳定性分析
马龙培;赵光明;刘崇岩;戚敏杰
【期刊名称】《煤炭技术》
【年(卷),期】2024(43)6
【摘要】合理的煤柱留设宽度及巷道布置错距不仅能保证煤炭的安全生产,还能提高煤炭资源的产出率,降低巷道支护的难度。
以色连二矿近距离煤层群12409工作面为研究背景,采用理论分析得出沿空掘巷煤柱留设宽度,通过数值模拟研究了留设8 m小煤柱时回采巷道的稳定性,并进行现场工业性试验,监测回采期间巷道矿压显现规律。
研究结果表明:①基于极限平衡理论及工程经验设计留设8 m小煤柱;②留设8 m小煤柱,测点超前工作面17 m时,煤柱内3.5~5.9 m分布式光纤应变值为-1 470~-7 268,表明煤柱内形成承载区域,利于巷道围岩控制;③回采期间,巷道顶底板及两帮的最大移近量分别为250、123 mm,在可控范围内,保证了矿井安全高效生产。
【总页数】6页(P99-104)
【作者】马龙培;赵光明;刘崇岩;戚敏杰
【作者单位】安徽理工大学矿业工程学院;安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TD353;TD322
【相关文献】
1.深部煤层沿空掘巷围岩稳定性控制技术研究与应用
2.厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性控制技术研究
3.中厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性研究
4.倾斜厚煤层沿空掘巷围岩稳定性控制技术研究
5.近距离沿空掘巷受相向采动影响下围岩稳定性的数值分析
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