屯宝矿综放工作面煤柱巷道围岩破坏特征与控制对策

来源 :煤炭技术 | 被引量 : 0次 | 上传用户:milo_pine
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以屯宝矿综放工作面煤柱护巷回采巷道为工程背景,采用以数值模拟为主的综合研究方法,分析了煤柱巷道围岩周边应力环境特征及其作用下的围岩变形破坏形态.结果 表明:采动影响下围岩应力环境出现非均匀现象是造成煤柱巷道围岩塑性区的非均匀性扩展的内在原因,煤柱巷道的剧烈变形主要是由于塑性破坏产生.据此,以控制巷道塑性区扩展为主线,对WⅡ02040502上顺槽进行了支护参数设计,巷道围岩深基点位移监测结果表明,整个监测期间,巷道围岩变形均在支护体可承受的范围内,围岩控制效果较好.
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以平顶山矿区王集勘查区为例,通过资料系统收集与信息提取,分析了煤层气富集特征以及开采条件.结果 表明,研究区煤层气含气量较高,二1煤总合气量介于5.17~26.78 m3/t,平均为16.34 m3/t;四2煤总合气量介于7.55~23.62 m3/t,平均为14.79 m3/t.煤层含气量受煤岩煤质、埋深、煤厚、顶板岩性、构造水文等地质条件控制.煤层原生结构遭到破坏,渗透率较低,不利于后期开采.P1s属于正常压力地层,有利于后期开采.
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针对中厚煤层综采工作面的回采巷道护巷煤柱合理宽度留设问题,以山西基安达煤矿11#煤层110109综采工作面沿空掘巷为工程背景,采用沿空掘巷窄煤柱宽度理论进行计算、UDEC-Voronoi数值模拟方法和现场试验相结合的研究方法,通过极限承载强度理论计算得出煤柱的合理宽度为8.65~10 m,采用数值模拟方法对护巷煤柱合理宽度的取值范围进行对比分析,得出护巷煤柱的合理留设宽度为10 m.将上述研究成果运用到工程实践,现场实测结果表明,护巷煤柱的应力峰值为24.82 MPa,沿空巷道顸板最大下沉量为110.8
基于矿井留煤柱开采时易出现应力集中,导致巷道围岩控制困难且引起采掘接替紧张的背景,以赵固一矿埋深大、基岩薄等特殊条件下实施无煤柱切顶沿空留巷为例,采用理论分析、数值模拟等方法综合研究特殊条件下的巷道围岩结构演化特征,得出了引起沿空巷道压力大的主要因素是其上覆松散层经薄基岩传递至顶板,并提出通过定向预裂爆破减弱或阻断采空区与巷道上方下位关键岩层间的力学联系,以期达到卸压预裂效果;还提出了切顶留巷关键技术参数,最终实施了现场工程应用.现场试验结果表明:留巷顶底板收缩量717 mm,两帮收缩量471 mm,留巷
为准确研究深井采空区覆岩冒落特征及孔隙率分布规律,利用FLAC3D模拟软件建立了深部煤矿工作面的采空区物理模型,模拟了覆岩在采动过程中的破坏变形和冒落规律,确定“两带”的最大高度,定量分析覆岩应力、位移分布规律,建立了采空区孔隙率的三维分布模型,并将孔隙率函数模型导入FLUENT软件,模拟深井采空区的氧气浓度场和瓦斯运移规律,验证其孔隙率模型的适用性.研究表明:冒落带的范围距离煤层上方17m,裂隙带的范围在煤层上方17~64 m.走向方向上,支撑压力峰值随着工作面的推进而不断增大,下沉量由工作面向采空区深
针对边坡矿机械化开采的现状,提出了煤房旁道式边坡矿开采工艺方案.为成功实施边坡开采方案,设置煤房旁道,支护并通风,供设备抢修或注浆(采用充填开工艺)时使用,并利用连续采煤机成套装备对煤房顺序回收.配合充填工艺,开采与充填分为3个阶段,交替作业,置换出煤炭.使用煤房旁道式边坡矿开采,除减少对环境的扰动外,还提高了边坡矿开采的机械化水平,提高资源回收率,配合充填开采,能有效地控制边坡稳定,减少次生灾害的发生,对采空区的充填,消耗大量煤矸石,减少了其对周边环境的污染.
随着煤矿高产工作面的推广应用,采区煤仓的尺寸越来越大,在煤仓施工及运营期间会影响到毗邻主井的稳定.基于兴隆庄煤矿十采区大直径煤仓煤岩体蠕变试验及蠕变参数辨识研究,构建了改进的黏弹塑性非定常Burgers蠕变模型,建立了大直径煤仓与毗邻井筒FLAC3D大型三维数值计算模型,揭示了在开挖与支护条件下大直径煤仓围岩位移和塑性区随时间的演化规律,分析了锚网索喷支护技术方案的可行性.揭示了大直径煤仓开挖对主井稳定性的时效影响规律,煤仓掘进与支护后围岩竖向位移和应力随距离呈指数递减,煤仓与主井相距超过150 m时,则
常村煤矿是我国典型的高瓦斯突出矿井,该矿区煤层含气量高、煤层气半度高,但煤层变形复杂程度高、渗透率低、抽采难度大,有利区块综合评价优选研究对于该研究区域煤层气开发十分关键.在综合分析研究区域地质构造、煤层厚度、含气量等储层地质特征的基础上,结合含气量测试方法等测试实验,应用层次分析法计算出各影响因素的权重,最终通过定量评价并参考定性分析得出LAC-035号井是地面煤层气开发的最有利区块.
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为了研究不同方向巷道差异变形的地应力机制,采用空芯包体式应力解除法对彬长矿区北部雅店煤矿变形程度不同的巷道进行了地应力测量,结果显示地应力为σH>σh>σv,地应力场以水平应力场为主,最大水平主应力方向为NEE-SWW,受控于华北区域构造应力场,此类型地应力场对巷道顶底板的稳定最为不利,南北巷道与东西巷道差异变形的主要因素为水平地应力不均衡和应力集中.中央大巷及井底车场区域最大主应力在12.30~15.41 MPa,属于中等应力区;ZC1101工作面回风顺槽区域最大主应力约为28.10 MPa,属于高应力