针对22202工作面对应地表呈现双倾斜沟谷地形的情况,综合现场实测、理论分析与FLAC3D数值模拟的方法,对矿压显现规律与岩层顶板运动进行了研究。研究表明:在初入台阶段时表现出对应位置支架工作阻力无明显增加,随进入范围增加阻力增大的支架数量增加,但表现出一定的滞后。
结合蜀河兴煤矿+710 m水平断层带煤层走向预测的工程实例,在已揭露煤巷内选取煤层底板测点,连接高程相当的测点,取其走向平均值作为预测走向值,再用其他测点验证。该方法仅施工1个探煤钻孔探明煤层走向,预测结果准确。
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针对厚煤层坚硬顶板工作面地质条件,采用实验室岩石力学性质实验和数值模拟方法,分析厚煤层坚硬顶板工作面开采过程中超前支承压力演化规律,为此类煤层巷道和工作面布置提供参考。结果表明:由于上覆坚硬顶板的影响,工作面超前支承压力影响范围达到40 m以上,应力集中系数达到3以上。
针对华能华亭煤业集团有限责任公司东峡煤矿37220-2大倾角综放工作面,进行顶煤放出实验研究,分析了不同放煤顺序、放煤步距对放煤过程中冒落区煤矸的移动、放出率以及含矸率的影响。结果表明,考虑到东峡煤矿特厚煤层回采过程中的支架稳定性控制难题,现场宜采用两采一放,自上而下的放煤顺序,合理的放煤步距为1.2 m。
针对研究区11煤坚硬顶板的特性,采用理论计算和现场实测研究了坚硬顶板煤层开采底板破坏深度。结果表明:坚硬顶板条件下工作面超前应力集中系数和塑性区宽度变大,导致底板破坏深度增加。坚硬顶板相比中硬顶板煤层开采底板破坏深度约增大23%。
为了研究仰斜综放开采条件下散体顶煤的放出机理,以某矿8101仰斜综放工作面为工程背景,采用PFC2D软件建立离散元数值模型,从速度场分布、放出体形态和煤岩分界面特征等方面进行了分析。研究表明:与水平综放相比,仰斜综放开采顶煤速度场分布具有扰动区向支架前方顶煤延伸的特征,顶煤放出体有明显向支架前方发育的趋势,煤岩后分界线呈现出"折线状"...
宝欣煤矿2#煤和3#煤为近距离煤层,为保证产量,决定对2层煤进行联合开采,需要确定上、下两相邻工作面的合理错距。综合悬臂梁理论和砌体梁理论错距经验公式,对上、下工作面的错距进行了初步确定,并运用FLAC3D数值软件对该错距的安全性进行了验证,模拟结果表明该错距是安全合理的。现场实践也表明了上、下两工作面在该错距下联合开采时相互影响较...
斜井开采为煤炭开采主要开拓方式之一,开采过程中会对矿区及其周边地下水产生影响,局部由于采煤产生地表裂隙,使井田范围内村民排放的生活污水、农灌污水和大气降雨通过这些裂隙进入浅层地下水,会对地下水水质产生一定的影响。以云南某煤矿斜井开采为例,在搜集、分析矿区及其周边水文地质与工程地质资料基础上,进行地下水监测、抽水资料分析、含...
针对中硬无烟煤综放工作面煤层注水降尘效果差的难题,在研究中硬无烟煤渗透规律的基础上,采取一定的注水技术措施,充分保证了中硬无烟煤综放工作面的降尘效果。实测数据分析显示:采用该套注水工艺后,采煤机司机处降尘率为65.9%;采煤机下风侧10~15 m处降尘率为62.2%;回风巷20~25 m处降尘率为54.8%,降尘效果显著。工程实践表明,该套注水工艺解决了...
为使黄玉川煤矿6上煤层达到高产高效、安全开采的目的,如何正确选择采煤方法至关重要。采用数值模拟方法,从煤壁及顶板稳定性、底煤破坏性、顶煤冒放性3个方面,对6上煤层采煤方法进行了选择论证分析。结果表明:6上煤层选用一次采全高综采放顶煤法是比较合理的。
近水平、缓倾斜近距离煤层组常采用下行式,对下煤层的巷道维护和回采有利。为保障某矿上下煤层工作面安全协调生产,需确定下层煤工作面回采的滞后距离,通过矿山压力理论分析,结合FLAC3D数值模拟和现场矿压观测确定上下煤层工作面合理错距在32~60 m。按照此错距回采,下层煤工作面在上煤层工作面超前支承压力的影响范围之外,不仅能够保证下煤层顶...
伴随煤炭开采深度的加大,带压开采在深部矿井开采中的应用越来越广泛。以金庄煤矿北二盘区的首采面为工程背景,利用FLAC数值模拟软件分析煤层开采过程中底板应力及破坏特征,采用经验公式预计和现场地质雷达探测2种方法得到底板破坏深度。结果表明:煤层底板下0~10 m内岩体破坏较为严重,不具备阻水能力;煤层底板下10~25 m内岩体虽发生了局部破坏,...
工作面超前支承压力不仅受采高影响,与覆岩关键层位置也密切相关。通过理论分析和UDEC2D数值模拟的方法研究了采高和关键层与煤层的距离对超前支承压力的影响规律。结果表明:在关键层厚度保持不变的前提下,关键层与煤层的距离一定时,采高越大,工作面超前支承压力峰值越小,峰值位置距离煤壁越远;采高一定时,关键层与煤层的距离越近,工作面支承压...
为获得房柱式采煤法残留煤柱回采时的顶板变形、破坏特征和顶板应力分布规律,根据山西煤炭运销集团阳城西河煤业3#煤层残煤资源长壁式复采进行三维相似模拟试验。复采过程中对煤层的直接顶、基本顶的应力、位移进行观察、记录,模拟过程再现了顶板下沉、断裂、垮落以及对采煤工作面的影响全过程。通过试验观测与数据分析演化,研究残煤复采过程中...
根据青岛某车站复杂的地质条件,通过现场监测和数值模拟,分析了临时支撑向永久支护转换时支护平衡系统破坏规律,掌握了不同拆撑长度下围岩及支护结构的应力、应变变化,得到了安全最大支撑拆除距离为6 m,提出了2种加固方案并分析了加固效果,确保了车站临时支撑拆除安全。
基于FLAC3D及Tecplot软件对预应力锚杆作用下围岩中产生的附加应力场进行数值模拟及分析,得出增加锚杆长度利于预应力向围岩深部的扩散,但同时会减小预应力在围岩中的横向扩散范围,增大预紧力可以有效提高主动支护效果。通过对多根锚杆应力场相互重叠的分析得到锚杆群在矩形巷道中的加固区作用机理。最后通过弹性力学理论中布西内斯克问题,推导...
针对随机参数下巷道的支护结构可靠性问题,采用数值模拟方法对此问题进行了研究,具体通过编程建立相关支护结构模型,考虑支护结构参数以及所受载荷随机性的影响。采用Monte Carlo法计算随机参数支护结构最大应力的概率分布,得到不同随机参数对巷道支护结构可靠性的影响。
以淮南矿业集团谢一矿C13煤层工作面为实验原型,采用ANSYS软件中"死活"单元技术、材料非线性问题的分析方法,对沿空掘巷过程中窄煤柱的变形破坏机理进行了模拟分析。在采动影响下不同宽度的窄煤柱应力分布对巷道的影响差别较大。综合分析得出在软煤层回采过程中,沿空掘巷煤柱的宽度布置为5~7 m最合理。
针对滑动构造影响下三软煤巷支护技术难题,选取告成煤矿21051运输巷作为研究对象。采用理论分析、数值模拟、现场实测等研究手段,分析该类巷道采用U形钢棚支护失稳原因,提出棚-杆-索协同支护技术控制该类巷道围岩强烈变形,并进行了现场工业性试验,取得了良好的支护效果。
目前大屯矿区姚桥煤矿进入深部开采阶段,地压显现剧烈,轨道下山巷道受工作面回采超前支撑压力作用的影响,围岩变形难以控制,不能满足安全高效生产的要求。根据姚桥煤矿现有的条件,运用Fl AC3D数值模拟方法对7002工作面进行卸压巷合理位置模拟计算,得出合理的卸压巷中心线与7002工作面停采线水平距离为40 m。通过现场实践工业性试验,水平距离为40...
基于一类前排桩处于低位、后排桩处于高位的高低双排桩支护结构型式,建立了将桩视为弹性地基梁、桩底弹簧约束的力学模型,根据所建模型分段分析了挠曲线微分方程和内力方程。考虑槽仓运营状态下竖向承载力,建立力法方程并进行了边桩桩身截面内力求解。结合工程监测实例对某地运营煤矿槽仓高低双排桩的边桩进行了内力计算,与实测对比表明计算方法...
针对山东某煤矿12213工作面,以掘进上轨道巷遇断层后顶板破碎为基础,对巷道的构造破碎带支护方式及支护参数进行了合理优化分析与研究。并通过FLAC3D模拟软件,对2种支护方式的支护效果进行了对比。对构造带巷道的支护方式及参数优化分析,选择了合理的支护方式及参数。
为了研究深井高应力条件诱发巷道冲击的区域特点,以北徐楼煤矿302工作面为研究对象,运用FLAC3D数值软件,通过计算巷道最大主应力和工作面前方顶底板弹性应变能分布,得出巷道易发生冲击的区域。巷道顶板中部出现应力集中,顶底板中部弹性应变能积聚,易发生冲击危险。结合矿井实际采取预测预防措施,取得了明显效果。
根据艾维尔沟煤矿实际工程地质状况,采用Midas软件建立缓倾斜无巷旁充填沿空留巷模型,针对800 mm厚混凝土墙和锚柱+矸石混凝土墙2种方案进行模拟计算。研究结果表明:在保证留巷稳定性的情况下,2种方案的巷道变形量控制在4~30 mm。综合煤炭回采率、施工进度、人力成本的情况,应采用锚柱+矸石混凝土墙的无巷旁充填方案。
在理论分析和工程类比等的基础上对高应力巷道的支护方案进行了设计,利用FLAC3D数值软件对深部高应力巷道的开挖与支护的变形和破坏特点进行了模拟研究,得到了围岩的位移和塑性区分布等的情况,验证了锚喷支护方案的合理性和有效性。
为了分析巷道间岩柱的稳定性,对两巷间岩柱进行了弹塑性理论分析、FLAC3D数值模拟,探讨了两相邻平行巷道间岩柱宽度对巷道稳定的影响。研究结果表明:埋深和岩层性质相同的相邻平行巷道,随着岩柱宽度的增加,岩柱垂直应力曲线由单峰不稳定变为双峰稳定;巷道埋深越大,巷道所处岩层越软,两相邻平行巷道保持稳定所需的岩柱宽度越大。
梁家煤矿巷道变形剧烈,难以维护。为了控制该矿软岩巷道变形,借助岩石力学试验、X射线衍射技术、SEM扫描电镜技术手段对该矿巷道软岩的微观特性进行了详细的试验研究,得出了该矿巷道围岩中黏土矿物的含量一般在20%~30%,在黏土矿物中,伊/蒙混层含量最高可达74%,高岭石最高含量可达49%,因此黏土矿物吸水膨胀是巷道围岩失稳变形的主要原因。
巷道支护是小型煤矿建设的重要工程,是关系各大生产系统的一个重要环节,直接影响煤矿的安全、生产、经济等,因此矿井在施工建设期间,要求通过各种手段了解巷道位置的支护强度,作出正确的支护材料选择。这里主要介绍巷道的支护方式和支护材料的选择分析。
为了解决高应力破碎围岩条件下钻场支护问题,对赵固二矿11021上顺槽钻场进行了围岩移动规律研究,结果表明:一次强力支护未能达到良好支护效果。通过对原有支护材料和支护方式分析,认为具有大延伸率的对接长锚杆更能适应围岩变形,据此,提出了采用对接长锚杆的二次支护技术。在赵固二矿钻场的工业性试验也表明,使用二次支护技术后,钻场顶板下沉量...
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