汾西矿业有限公司新阳煤矿的高浓度胶结充填材料主要由煤矸石、粉煤灰、水泥和水4部分组成。针对高浓度胶结充填材料配比的优化,为了减少试验次数,提高实验的精确程度,对实验数据采用正交试验法进行处理。结果表明:当粉煤灰∶水泥∶煤矸石为2∶1∶4.8,料浆浓度为78%时,高浓度充填料浆坍落度为252 mm,泌水率为4.9%,充填体28 d强度为4.21 MPa,可以...
通过理论分析并运用FLAC3D模拟软件模拟分析了围岩稳定性的采高效应;运用PFC2D离散元模拟软件,模拟分析了顶煤回收率的采高效应。研究表明:随着截煤高度增大,高应力集中区的高度和深度都相应的增加,工作面煤壁靠上位置的煤体位移也随着逐渐增大;明确了顶煤与覆岩在综放开采中的运移形态和规律;随着机采高度的增加,顶煤回收率逐渐升高,但增幅逐渐...
通过理论分析得到了条带开采的合理采留宽度,应用数值模拟软件分析得到:煤柱含水率较高时,地表下沉盆地的范围和移动盆地边界角明显增大,煤柱应力集中程度较弱;煤柱不同的含水率对原岩应力场影响的范围大致相同,影响高度都大致为150 m,而且开采后地表边界和中心的高差与含水率呈指数关系。
针对济宁二号煤矿煤层开采过程中的覆岩离层问题,利用三维地震探测方法对11307工作面覆岩离层的分布和发展规律进行研究,通过高精度地震勘探采集、处理解释和识别技术,获得了水平方向离层发育的规模尺度、展布范围和时空发育规律。
为了解决大采深条带开采工作面冲击矿压的问题,以肥城矿业集团梁宝寺煤矿3107工作面为研究背景,通过数值模拟、工作面现场实际分析,揭示该工作面沿走向超前工作面支承压力的分布状况,进而对开采期间工作面冲击危险区域进行区域划分。结果表明:随着工作面的推进,前方超前支承压力峰值不断增大,弹性应变能最大值能达到180 k J/m3,均位于煤柱边缘处...
为了掌握极近距离联合开采工作面矿压显现规律,实测了灵石煤矿极近距离9#煤与10#煤联合开采工作面的支架工作阻力,分析了进行联合开采回采工作面顶板的矿压显现规律。研究表明:进行联合开采的090105和100105回采工作面都具有明显的周期来压现象,工作面周期来压步距分别为13.4 m和10.6 m;下煤层工作面比上煤层工作面动压影响大,矿压显现更明显,下...
为满足含水层下安全采煤以及对于保水开采的要求,需要实测导水裂缝带及冒落带的高度,留设合理的防水煤岩柱,解放水下压煤。在金庄煤矿8201工作面推进60 d后施工2个钻孔漏失液观测孔,采取经验类比法及数值模拟与实测数据进行比较,测得导水裂缝带高度为70 m,冒落带高度为33 m。规程公式对于该矿结果偏小,而统一公式偏大误差为57%。根据不同采煤方...
以某矿1302工作面为研究对象,采用FLAC3D模拟软件对复采工作面过冒顶区进行数值模拟实验,分析了该条件下不同宽度冒顶区边缘煤柱对复采工作面矿压显现的影响。研究结果表明,随着复采工作面推进,冒顶区边缘煤柱尺寸逐渐减小,包括冒顶区在内的采场塑性破坏区范围增大,垂直应力不断增大并向高处岩层及工作面前方运移,水平应力在上覆基岩中逐渐增大,...
为了快速将矿区地表变形、建筑塌陷倾斜程度和破坏等级清楚直观地表达出来,在MSPS软件开采沉陷预测的基础上,利用Arc GIS软件强大的空间分析能力和三维可视化手段,实现了顾及地表建筑破坏程度三维模型的快速建立。该方法智能化程度高、操作性强,生成的三维模型支持多种软件的交互操作,解决了不同领域人员使用的问题,以便进行地质灾害分析工作。
根据余吾煤业S1206工作面的片帮问题利用压杆模型将煤壁简化为一端铰支和一端固支的受压杆,计算得出大采高煤壁最易失稳的位置在0.35倍采高处,然后采用FLAC3D数值模拟软件,分别对煤层采高和支架工作阻力进行了数值模拟研究。最后结合余吾煤业S1206工作面地质条件得到防治煤壁片帮的措施,并取得良好效果。
针对端头围岩特征,运用UDEC模拟软件分析了工作面不放顶煤长度、端头支护强度以及巷道采用锚杆支护方式等因素与端头顶板稳定的关系。随着不放顶煤长度的增加,端头支护强度的加强及锚杆支护的运用,增强了端头顶板的稳定性。根据某矿S2202工作面生产地质条件,提出了合理的端头不放顶煤长度及端头巷道支护强度。
针对神南矿区张家峁煤矿常家沟水库周边4-2煤层大规模开采现状,将保护煤柱从防隔水功能上沿宽度方向划分为矿压影响区和有效隔水区。分别对矿压影响区宽度和有效隔水区宽度进行现场实测和理论计算,得出张家峁煤矿常家沟水库周边4-2煤层开采保护煤柱合理宽度为25 m。
在平面应变状态下利用Mohr-Coulomb准则推导了采空区支承应力和采准巷道支承应力叠加时中央弹性核区的宽度,同时在计算中考虑了防水煤柱的宽度。在平面应变状态下利用Druker-Prager准则计算采准巷道塑性区的宽度,弥补了Mohr-Coulomb准则塑性区宽度未考虑中间主应力和静水压力两因素。计算结果表明,贺西矿三采区采准巷道侧的塑性区宽度3.1 m,中央...
针对急倾斜中厚煤层由于倾角增大导致采用传统爆破方法施工开切眼存在难度大、安全威胁大、防突困难、片帮飞矸严重、人员站位定位困难等问题,创造性提出2种施工方法。采用钻机从下至上钻孔再逐级扩孔施工先导钻孔准确定位形成下煤通道,再从上往下进行扩刷,初始伪俯斜布置,之后切换为真倾斜,为急倾斜中厚煤层开切眼施工提供指导和借鉴意义。
以金庄煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景,结合理论分析、数值模拟和现场实测的方法确定工作面区段煤柱的合理宽度。现场实测表明,应力峰值工作面超前16 m出现影响范围50 m。研究结果为相似条件下工作面合理区段煤柱宽度的留设提供了借鉴。
针对受侧方采动工作面影响的先掘后采巷道围岩变形量大和巷道支护困难等难题,对受强烈采动影响的沿空掘进巷道采动环境进行分析。通过数值模拟,分析了留设不同宽度煤柱时巷道围岩变形和应力的分布情况。采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,确定沿空掘进巷道受强烈采动影响时所留设的合理煤柱宽度。
针对晋城矿区煤炭资源开采现状,实施了一种以连续采煤机为主的短壁机械化充填开采方法,介绍连续采煤机充填开采的开采和充填工艺,并对充填效果进行了分析,对出现的问题进行了处理。结果表明:采用连续采煤机充填开采工艺,井下采硐对地面造成的影响较小,造成地面最大下沉量为25 mm。
运用ANSYS软件对深厚冲积层(厚度大于500 m)井筒冻结壁进行数值模拟,系统分析了冻结壁的最大径向位移随开挖支护段高、冲积层厚度和井帮裸露时间的变化规律,得出了最佳开挖支护段高为2 m,冲积层厚度在500 m以下的矿井壁控制在20 h以内施工完成,500 m以上的矿井壁控制在15 h以内完成。数值模拟的结果与现场实测的数据及规律相一致,比较准确地反映...
以彬长矿区某矿40112工作面为依托,基于底鼓成因,制定"强帮强顶、底板卸压、底角加固"复合支护方案,并采用FLAC数值模拟对方案进行评价,结果表明底鼓量较少,为原来的33%,较好地控制了底鼓,满足安全生产要求,方案合理可行,可为类似工程提供参考。
预应力锚索在边坡工程中的运用非常广泛,锚固角度的选择直接关系到边坡的整体稳定性。结合了"垂直论"、"平行论"和"最优论",通过有限元数值模拟的方法,从锚固力、安全系数和经济因素等方面,进行了综合分析和论证,提出了实际最优锚固角的概念,比理论最优锚固角值更加切合实际。
为解决软岩巷道支护困难的问题,根据福城煤矿一水平一采区北翼带式输送机探巷围岩物理力学特征,采用室内试验、理论分析及工业试验等手段对该类巷道围岩性质和稳定性控制技术进行了研究,提出了架棚锚索支护。将架棚锚索联合支护技术应用现场试验后,有效提高了围岩承载能力及支护体的整体性,改善了巷道围岩变形破坏严重的状况,研究成果对类似条件...
基于巷道开挖面的空间效应、岩体的扩容和塑性软化特性,建立围岩-支护结构耦合作用的稳态模型,分析支护位置与巷道位移和支护反力之间的关系。结果显示,岩体的软化和膨胀对支护反力和巷道位移等都有一定的影响,并且这一影响随着支护位置与开挖面距离的增大而减小。
以斜沟煤矿18503大采高综采工作面地质及生产技术条件为依据,通过理论分析、数值模拟和现场实测,分析了大断面沿空留巷充填体的稳定性规律及留设巷道支护技术。研究表明,大断面留巷充填体的稳定性受上覆坚硬顶板破断失稳规律的影响,而且动载作用明显,采用强度-应力双曲线关系可分析判断充填材料及充填体参数确定的合理性。现场应用对充填体及留...
依据对浅埋煤层开采下压架机理已有的认识,对大柳塔煤矿22103综采面旺采区下开采发生的3次较大范围来压事故原因进行分析,并提出相应的防治对策。结果表明:旺采区上部覆岩在一定的采高范围内存在叠合梁结构,上位悬臂梁与下位悬臂梁失稳的不同周期性是长壁工作面支架失稳的主要原因之一。
针对六家煤矿东一辅助运输大巷存在严重底鼓的问题,提出了"底板注浆+锚索束+底梁"联合加固技术,并对注浆参数、锚固参数及施工工艺进行了研究。工程实践表明:该技术能够有效控制软岩巷道底鼓,顶底板最终移近量为71~91 mm,巷道表面位移量在12~15 d以后趋于稳定。
以某矿5211工作面为工程背景,建立了大采高条件下沿空留巷顶板运动的力学模型,计算巷旁支护体支撑阻力,分析了大采高沿空留巷围岩稳定性影响因素,提出该条件下沿空留巷工作面顶板运动特点,并针对性地提出巷内基本支护采用锚杆支护体系。
从钻孔轨迹、地质因素及水泥浆置换3个方面,结合施工过程中收集的具体资料,对内蒙古白家海子矿井中央进风井冻结管下放困难的问题进行了深入探讨。结果表明:定向拐点、钻孔方位角、地层产状和岩性以及水泥浆液对沉管困难均有影响,然而其主控影响机制为670~690 m层位的泥岩遇水膨胀致使钻孔缩径。
借助FALC3D软件对口孜东矿111303工作面近、远场围岩应力分布及演化规律进行数值模拟计算,对111303工作面不同推进距离围岩垂直应力和塑性区走向分布、工作面不同推进距离煤层垂直应力变化规律及工作面前方不同距离垂直应力分布特征等进行了详细的分析,从而得到了111303工作面围岩应力分布规律。
利用FLAC3D软件模拟巷帮充填过程中底板变形量的变化,根据数值模拟结果得到了巷帮充填体在不同强度、不同宽度情况下底板非对称变形规律:在一定范围内,底鼓量随强度的增大而减小,超过该强度,底鼓量随强度的增大而增大;底鼓量随宽度的增大而减小。通过对比分析模拟结果,得出了沿空巷道在不同支护条件下底鼓量大小,从而总结出适用于巷帮充填沿空巷...
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