刀柱采空区下近距离煤层采动对刀柱失稳的影响
极近距离煤层刀柱下长壁采场顶板结构稳定性研究
分发生释放转移 , 刀柱上的垂直应力集 中程度降低 。 相应地 , 刀柱 向底板
煤( 层 中的影响范围和程度也会降低 。 岩) 即刀柱整体上进入屈服状态时
刀柱的宽度 B满足 B<x。  ̄o
3 9号煤层 回采 工作面顶 板的稳定 性研 究
由于上 部 8号煤层采用 刀柱法 回采 , 且刀柱是稳定 的, 以, 所 当对下
20 年 07
第 l卷 7
第 l 期 6
收稿 日期:0 7 0 — 6 20-32
极近距离煤层刀柱下长壁采场顶板结构稳定性研究
朱 涛 康立勋 宋 , , 敏 朱冰冰 , ,
(. 1 太原理工大学矿业工程学院 , 山西太原 ,3 0 4 2 0 0 2 ;. 太原理工大学环境工程学院 , 山 西太原 ,30 43济宁鹿洼煤矿 , 00 2 ;. 山东鱼台 ,7 3 0 220 )
会造成冒顶事故 , 同时还会对支架的稳定性产生重大的影 响。
31 9号煤层开采时直接顶 的构成 .
丁 T _ i ( +"g— r KH cc9 n t
p.c. l + c即
式 中: K为应力集中系数 ; 为开采深 度, ; 为支架对煤帮的阻力 , mp M a 为煤层开采厚度 . ; 为煤体的黏 聚力 , P ; 为煤 体的 内摩擦 P: M mc M a ̄ o
9 号煤层长壁采场在 8 号煤层刀柱下与刀柱采空区下时其顶板 构成
是不同的。 ( ) 号煤层在 刀柱下时直接顶厚度 肘 19 。
1 问题 的提 出
太原市王封煤矿的 8 、 号煤层为极近距离的两层煤层 , 号 9 煤层间距 最大 O 9 n 最小 O 1 n 平均 O 5 n 号煤层倾角平均为 7 , . , 7I . , 7I . 。8 7I 。厚度 为 4 7 采高为 4 , . 5 m, . I 直接顶为 1 3n .I 5 n的石灰岩 , 老顶为 4 2 n . 的炭质泥 5I
近距离下伏煤层区段煤柱合理尺寸优化方法研究
导过程,可得煤层界面应力为:
2tanφ
0
C0
C0 Px
ìï
x
=
σy
e mA +
ïï
tanφ0
tanφ0 A
(2)
í
0
P x tanφ0 2tanφ
ï
x
mA
ïτ xy = -( C 0 + A ) e
î
式中: P x 为 锚 杆 支 护 对 煤 柱 帮 部 的 支 护 力, MPa;
2023 年 3 月 杨志弘:近距离下伏煤层区段煤柱合理尺寸优化方法研究 第 32 卷第 3 期
成不必要的资源损失与浪费。 因此,合理的煤柱留
设宽度对于工作面巷道的稳定及矿产资源高效回收
具有重要影响
[2-3]
。 针对近距离煤层回采条件,通
过对原留设区段煤柱尺寸进行合理优化,对于矿山
安全高效开采至关重要
26
[4-6]
。
为 6 m;裴治 [8] 采用实验室测试和数值模拟方法对
王村煤矿护巷煤柱的稳定性进行了分析研究,指出
成果应用
总第 283 期
doi:10. 3969 / j. issn. 1005-2798. 2023. 03. 007
近距离下伏煤层区段煤柱合理尺寸优化方法研究
杨志弘
( 山西忻州神达南岔煤业有限公司,山西 忻州 036700)
摘 要:针对近距离下伏煤层区段煤柱留设不合理导致的煤柱资源损失问题,文章采用理论分析与数值模
两种类型。
1) 大煤柱条件。 当区段煤柱宽度( 24 m) 较
大时,煤柱两侧支承压力由边缘向内部逐渐增加至
峰值后不能降低至原岩应力水平,而是在中部产生
《2024年近距离上保护层遗留煤柱对被保护层回采影响研究》范文
《近距离上保护层遗留煤柱对被保护层回采影响研究》篇一一、引言在煤炭开采过程中,保护层的设置与回采是确保矿井安全、高效生产的重要环节。
其中,保护层遗留煤柱的存在对被保护层的回采工作具有重要影响。
本文将就近距离上保护层遗留煤柱对被保护层回采的影响进行深入研究,分析其影响因素、作用机理及实际矿井的应用策略。
二、研究背景与意义煤炭资源作为我国的主要能源之一,其开采过程中的安全问题备受关注。
保护层的设置与回采是保障矿井安全的重要手段。
然而,在煤炭开采过程中,由于各种原因,保护层遗留煤柱的存在是不可避免的。
这些煤柱的存在对被保护层的回采工作具有重要影响,因此,研究保护层遗留煤柱的影响机制及其控制措施对于提高煤炭开采的安全性和效率具有重要意义。
三、遗留煤柱对被保护层回采的影响因素及作用机理1. 影响因素保护层遗留煤柱的尺寸、形状、位置等因素都会对被保护层的回采产生影响。
此外,地质条件、采煤方法、支护方式等也会对遗留煤柱的稳定性和被保护层的回采造成影响。
2. 作用机理遗留煤柱的存在会改变被保护层的应力分布,导致被保护层的变形和破坏。
同时,遗留煤柱还可能成为瓦斯积聚的场所,增加了回采过程中的安全隐患。
此外,遗留煤柱还可能影响矿井的通风和排水系统,进一步加大了回采难度和安全隐患。
四、实际矿井的应用策略1. 合理设计保护层与被保护层的开采顺序和参数根据地质条件和采煤方法,合理设计保护层与被保护层的开采顺序和参数,以减小遗留煤柱对被保护层回采的影响。
同时,要充分考虑矿井的实际情况,确保设计的可行性和安全性。
2. 加强遗留煤柱的监测与治理采用先进的监测技术,实时监测遗留煤柱的稳定性和变化情况。
一旦发现异常情况,及时采取治理措施,确保矿井的安全生产。
同时,要加强对矿井内瓦斯等有害气体的监测与治理,防止瓦斯积聚引发事故。
3. 优化采煤方法和支护方式根据矿井实际情况,优化采煤方法和支护方式,以减小遗留煤柱对被保护层回采的影响。
近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律分析
近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律分析我国诸多煤矿开采的过程中,尤其需要通过反复斜交开采的方法来进行全面开采。
主要可以通过合适的观测的手段来分析内部的矿压规律。
相信这样一次又一次的分析对于控制回采场的围岩有着非常重要的意义。
本文结合实际案例,主要分析近距离煤层煤柱和采空区下综采工作面矿压的规律,希望能够给大家更多的参考性意见。
标签:近距离开采;煤层煤柱;综采工作面;矿压监测0 引言由于我国对于煤矿的需求量正在不断地增多,所以很多矿井内上部的煤层已经全部开采结束。
如果煤层之间的间距一直处于较小的范围内,那么上部煤层的开采工作会对下部煤层的开采状况造成一定的影响。
下部煤层的工作面也会因为遗留煤柱的影响而出现应力过于集中和矿压剧烈变化的现象。
为了更好地解决这一问题,针对近距离煤层和采空区下综采工作面内部的矿压进行分析显得尤为重要。
本文结合实际的情况进行具体的研究。
1 研究近距离煤层煤柱和采空区下综采工作面矿压的意义通过数值模拟的方式来研究煤柱承受的压力和底板之间分布的规律,也就能够知道巷道的整体结构非常容易在不同状态的载荷下出现局部被破坏的现象,从而为后续回采的过程提供全面的指导。
另外,通过对上下煤层工作面周期压力矿压规律进行研究之后,大家也能够在适当的时候提出控制矿压的措施。
当煤柱下方的区域因此出现动载矿压的现象时,大家也可以通过分析相关的规律来有效地提出相应的防治措施。
总而言之,通过全面研究近距离煤层煤柱和采空区下方工作面的矿压,也就能够更好地促进整体煤矿开采工作更加顺利地进行。
2 实际案例分析2.1 某煤矿工作面概况某煤矿工作面位于2-2煤层,整个工作面的长度为1120m,倾斜的长度为255m,煤层的平均厚度为2.04m,且内部的倾斜角一直被保持在1度-3度的位置。
2-2煤层距离2-1煤层底板约有2.6-6.3m的距离,但整个2-1内部的开采工作已经全部完成。
从北到南,其工作面和煤柱之间的配合如下:311工作面将会和309的煤柱相互匹配。
近距离煤层群沿空掘巷煤柱稳固机理及围岩稳定性研究
近距离煤层群沿空掘巷煤柱稳固机理及围岩稳定性研究
本文以山脚树矿21156工作面为工程背景,针对21156回风巷在开挖后产生较大变形的情况,通过理论分析、数值模拟、现场测试相结合的研究方法,对近距离煤层群沿空掘巷煤柱的稳固机理做了系统的研究,取得了以下研究成果:(1)通过对沿空掘巷煤柱应力分布的分析,建立了煤柱的力学模型,采用极限平衡理论,计算并推导出了沿空煤体边缘的屈服区宽度计算公式,并根据巷道围岩塑性区宽度计算公式得出了合理煤柱宽度的理论计算公式。
(2)在分析近距离煤层群煤柱的基本特征后,采用数值模拟和理论分析的方法,从巷道围岩性质、上下煤层的开采、上区段工作面开采的影响以及采高四个方面分析了其对煤柱的影响。
结果表明:当巷道围岩较硬时(包括顶板、煤柱、底板),煤柱边缘的变形较小,煤柱内部的核区较大,对于煤柱的稳定有积极的作用;上下煤层的开采对其底板和上覆岩层有较大的影响,破坏底板和上覆岩层的完整性,降低这些岩层的承载能力;当上区段工作面开采速度较快时,使得煤柱上覆老顶关键块B块的侧向跨度较大,在老顶给定变形的情况下,对下覆岩层的位移荷载更大;随着开采高度的增大,煤体边缘的应力集中远离采空区,同时煤柱的承载能力降低。
(3)通过理论分析和数值研究,选择采用锚杆—锚索耦合支护技术对巷道进行支护。
深入分析了耦合支护的原理,并采用数值模拟的方法对二次支护的时机进行了深入的分析,当二次支护在巷道围岩变形速度的拐点处施工时可以有效的改善支护效果。
(4)最后根据山脚树矿21156工作面回风巷道的工程地质特点,依据耦合支护的设计思想对巷道的支护参数进行合理优化并进行现场试验,研究成果成功应用于该回风巷道。
论文获得国家自然科学基金(51174086;51274096)的支持与帮助。
近距离煤层采空区底板破坏特征及影响分析
近距离煤层采空区底板破坏特征及影响分析发表时间:2014-12-09T09:22:22.687Z 来源:《价值工程》2014年第10月中旬供稿作者:王保锋[导读] 采空区底板下周围的岩体,在支撑压力达到承受的范围,就促使采空区底板隆起一个连续的滑移面。
王保锋WANG Bao-feng(山西马堡煤业有限公司,长治046300)(Shanxi Mabao Coal Co.,Ltd.,Changzhi 046300,China)摘要:针对近距离煤层开采过程过中,上层煤开采过后导致下层煤巷道围岩受扰动破坏,下层煤回采巷道围岩破碎严重、完整性较差的实际情况,利用滑移线场理论再结合部分矿场,进行实际计算不同采高时上层煤采空区底板破坏的范围,并根据两煤间距变化情况对不同状况下下层煤巷道稳定性进行分析,得出了采空区底板最大破坏深度随采高的增加而增大、两煤间距越大对下层煤巷道稳定性影响越小的结论。
Abstract院In the mining process of close distance coal seams, after mining the upper coal seam, the lower coal roadway surroundingrock will be damaged by disturbance. The surrounding rock of the lower coal gateway will be serious broken and with poor integrity. Basedon this situation, by slip line field theory, and combined with some mine fields, the upper coal seam goaf floor damage range is calculated.And according to the distance between the two seams, the lower coal seam gateway stability is analyzed. The conclusion is that themaximum damage depth of the goaf floor increases as the mining height increase and the bigger the distance between the coal seams, theless impact on the stability of the lower coal seam gateway.关键词:底板破坏范围;围岩稳定性;近距离煤层Key words院floor damage range;surrounding rock stability;close distance coal seam中图分类号院TD353 文献标识码院A 文章编号院1006-4311(2014)29-0147-020 引言近些年,随着高产高效技术的不断发展,促使很大一部分开采条件较好的煤矿得到很大的发展,但是由于发展速度较快也导致一些近距离的煤层在开采时出现的问题也迅速被人们重视起来。
神东矿区近距离煤层出一侧采空煤柱压架机制
从而导致工作面在初采期间经历了推出上覆一侧采 空煤柱的开采阶段,造成两工作面均发生了支架活 柱瞬时大幅下缩的压架现象,严重影响了人员的安 全和矿井的高效生产。因此,本文将结合石圪台煤 矿出一侧采空煤柱开采的压架事故,综合采用现场 实测、理论分析和模拟试验开展上述问题的研究, 从而与已有的研究成果形成一个整体,为神东矿区 近距离煤层出煤柱开采的压架防范提供理论基础和 借鉴。
Abstract:Aiming at the support crushing accidents during the faces mining out of the upper 1-2 goaf-side coal pillar in panel of coal seam 1-2 of Shigetai coal mine,the mechanism and its prevention measures are researched based on the field measurement,simulation experiments and theoretical analysis. The results show that when the cut-hole of the lower seam was set under the upper coal pillar,the working face would go through the mining stage from the area under the coal pillar to that under the goaf,which was called the mining out of the upper goaf-side coal pillar. In the mining process,two situations exist in the support crushing by the influence of the cut-hole position. If the distance between the cut-hole and the upper coal pillar boundary is larger than the first breaking step of the key stratum(KS) above the pillar,the periodic breaking block of the KS and its broken block at the side of goaf near the pillar boundary will form an unstable three hinged structure when mining out of the
近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律研究
近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律研究对浅埋近距离综采工作面过上覆房采采空区和集中煤柱时易发生动压事故,并导致大面积切顶压架事故的问题,该煤层开采引起覆岩变形破坏、岩体弹性能聚集造成冲击式来压和压架机理、地表移动规律和井下矿压规律关系等进行了研究,针对性地采取了残留煤柱爆破放顶卸压、地面钻孔注砂充填煤房和合理控制采高等控制和预防措施,实现了工作面的安全高效生产。
标签:煤层;房柱式采空区;事故随着我国煤矿开采深度的逐渐增加,许多矿井上部煤层已开采殆尽,面临着上下层开采问题。
当煤层间距较小时,上部煤层的采动会对下煤层顶板造成一定范围的损伤影响,导致下煤层工作面在上部采空区和遗留煤柱的影响区域内出现应力集中、矿压显现剧烈等情况,影响了下煤层的生产安全。
顶板不易形成稳定的结构,基本顶破断运动有可能直接波及地表,工作面出现明显动载现象;顶板破断易于出现台阶下沉,严重时有可能造成压架事故;上覆煤层的残留煤柱形成较大的应力集中,可能突然失稳,或造成冲击式来压,对下部近距离煤层综采顶板管理造成安全隐患。
本文采用相似材料模拟、数值模拟、现场井上下实测方法,以该煤矿煤层首采长壁综采工作面为研究对象,研究下部煤层综采工作面开采后顶板的垮落特征、上部煤层残留煤柱的破坏规律以及对下层煤工作面的影响等,为房柱式采空区下近距离煤层综采工作面顶板控制和支护参数的合理确定提供依据。
一、煤层开采模拟试验本试验采用平面模型,模型模拟试验表明:当工作面推进38.4 m时,层间岩层下分层突然发生离层垮落,离层面范围为33.6 m,工作面继续推进,层间岩层基本在架后随采随冒,煤层煤柱与层间岩层一起垮落充填采空区。
当工作面推至67.2 m 时,基本顶离层并下沉,直接作用煤柱上,形成稳定的砌体梁结构,垮落层厚达8m,为工作面初次来压。
工作面初采期间,顶板的周期来压步距、强度较大。
工作面正常推进期间,上覆岩层依次周期性下沉,周期来压平均步距10m,当支架支撑力小时,有出现台阶下沉现象。
近距离房采煤柱下回采巷道失稳机理数值模拟研究
第4 9卷 第8 期
d oi :1 0. 1 1 7 9 9 /c e 2 01 7 08 0 2 9
炭
工
程
Vo 1 . 4 9, No . 8
COAL E NGI N EE RI NG
近 距 离 房 采 煤 柱 下 回 采 巷 道 失 稳 机 理 数 值 模 拟 研 究
2 .Ke y L a b o r a t o r y o f We s t e r n Mi n e Ex p l o i t a t i o n a n d Ha z a r d P r e v e n t i o n o f Mi n i s t r y o f Ed u c a t i o n,Xi a r t 71 0 05 4, Ch i n a;
3 . S h a a n x i P r o v i n e e L a n d E n g i n e e r i n g C o n s t uc r t i o n G r o u p 。X i a l l 7 1 0 0 5 4,C h i n a )
Ab s t r a c t :T h e l o n g w a l l mi n i n g u n d e r t h e l o o m p i l l a r s i s a f f e c t e d b y b o t h t h e a c t i v e mi n i n g i n d u c e d s t r e s s a n d u p p e r p l i l a r s c o n c e n t r a t e d s t r e s s ,l e a d i n g t o i n s t a b i l i t y a c c i d e n t s o f r o a d wa y d u e t o t h e s e v e r e r o o f p r e s s u r e .B a s e d o n t h e i s s u e s o f p o s s i b l e i n s t a b i l i t y a c c i d e n t s o f r o a d w a y i n N o . 2 2 2 0 2 w o r k i n g f a c e i n Da li u t a Co a l Mi n e, n u me r i c a l s i mu l a t i o n we r e a p p l i e d t o s t u d y t h e me c h a n i s m o f mi n i n g—i n d u c e d s t r e s s e v o l u t i o n a n d i n s t a b i l i t y a c c i d e n t s .T h e r e s u l t s h o w s t h a t w i t h
《近距离上保护层遗留煤柱对被保护层回采影响研究》
《近距离上保护层遗留煤柱对被保护层回采影响研究》篇一一、引言随着煤炭资源的开采深度和广度不断增加,煤矿安全问题日益突出。
在煤炭开采过程中,保护层的设置和煤柱的留设是确保安全生产的重要措施。
然而,在近距离上保护层遗留煤柱的情况下,其对被保护层回采的影响成为了一个亟待研究的问题。
本文旨在探讨近距离上保护层遗留煤柱对被保护层回采的影响,以期为煤矿安全生产提供理论支持和实践指导。
二、研究背景及意义煤炭资源开采过程中,为保证矿井安全和稳定,通常会在被保护层上方设置保护层,并在其中留设煤柱。
然而,随着开采的进行,保护层与被保护层之间的距离逐渐减小,遗留的煤柱对被保护层的回采产生了一定的影响。
因此,研究近距离上保护层遗留煤柱对被保护层回采的影响,对于保障煤矿安全生产、提高资源回收率具有重要意义。
三、研究内容与方法1. 研究内容本文以近距离上保护层遗留煤柱为研究对象,重点探讨其对被保护层回采的影响。
研究内容包括:(1) 分析保护层遗留煤柱的形态、尺寸及分布规律;(2) 研究遗留煤柱对被保护层应力场、位移场的影响;(3) 探讨遗留煤柱对被保护层回采工艺、回采率及安全性的影响。
2. 研究方法(1) 文献综述:收集整理相关文献,了解国内外研究现状及发展趋势;(2) 现场调查:对煤矿现场进行实地调查,了解矿井地质条件、开采工艺及遗留煤柱情况;(3) 数值模拟:利用数值模拟软件,建立模型,分析遗留煤柱对被保护层的影响;(4) 实证分析:结合实际矿井数据,对研究结果进行验证和分析。
四、研究结果与分析1. 遗留煤柱形态、尺寸及分布规律通过现场调查和数值模拟,发现保护层遗留煤柱的形态、尺寸及分布规律受地质条件、开采工艺等因素影响。
遗留煤柱多呈长条形或块状,尺寸较大,分布不均匀。
2. 遗留煤柱对被保护层应力场、位移场的影响数值模拟结果表明,遗留煤柱会导致被保护层应力场、位移场发生改变。
遗留煤柱附近区域应力集中,位移增大,对被保护层的回采产生了一定的影响。
《2024年新景矿近距离保护层开采遗留煤柱应力集中区保护范围及保护效果研究》范文
《新景矿近距离保护层开采遗留煤柱应力集中区保护范围及保护效果研究》篇一一、引言随着我国煤炭开采技术的不断发展,保护层开采成为矿井安全生产的重点之一。
新景矿作为煤炭开采的重要基地,在开采过程中面临许多技术难题。
其中,近距离保护层开采后遗留煤柱的应力集中问题尤为突出。
煤柱应力集中可能导致采空区围岩的失稳和坍塌,进而影响整个矿井的安全生产。
因此,本论文以新景矿近距离保护层开采遗留煤柱的应力集中区为研究对象,分析其保护范围及保护效果,旨在为煤矿安全生产提供科学依据。
二、研究区域与方法(一)研究区域概况新景矿地处我国某地,其煤层地质条件复杂,矿井深度较大。
近年来,随着开采的深入,近距离保护层开采逐渐成为主要开采方式。
然而,这种方式容易导致煤柱应力集中,对矿井安全生产构成威胁。
(二)研究方法本研究采用理论分析、数值模拟和现场观测相结合的方法。
首先,通过理论分析确定煤柱应力集中的原因及影响因素;其次,利用数值模拟软件对煤柱应力集中区进行模拟分析;最后,结合现场观测数据,对保护范围及保护效果进行验证。
三、煤柱应力集中区分析(一)煤柱应力集中的原因煤柱应力集中的原因主要包括采空区围岩的失稳、地质构造的影响以及采煤方法的不当等。
在新景矿近距离保护层开采过程中,由于煤层间距较小,采空区围岩容易发生失稳现象,导致煤柱承受较大的压力。
此外,地质构造和采煤方法的不当也会加剧煤柱的应力集中。
(二)影响因素分析影响煤柱应力集中的因素包括煤层厚度、采空区尺寸、地质构造等。
其中,煤层厚度越大,采空区围岩的失稳现象越严重;采空区尺寸越大,煤柱承受的压力也越大;地质构造的复杂性对煤柱应力集中的影响更为显著。
四、保护范围及保护效果研究(一)保护范围确定通过对数值模拟结果和现场观测数据的分析,确定新景矿近距离保护层开采遗留煤柱的应力集中区保护范围。
该范围主要包括煤柱及其周围的采空区围岩,需采取相应的措施进行加固和支护。
(二)保护效果分析在确定保护范围的基础上,对采取的保护措施进行效果分析。
《新景矿近距离保护层开采遗留煤柱应力集中区保护范围及保护效果研究》
《新景矿近距离保护层开采遗留煤柱应力集中区保护范围及保护效果研究》篇一一、引言煤炭开采作为我国的主要能源产业之一,对于促进经济发展具有举足轻重的地位。
然而,随着开采的深入进行,保护层的近距离开采所带来的安全问题愈发凸显。
其中,煤柱应力集中区成为矿井安全生产的重点研究对象。
新景矿作为典型的煤炭开采矿区,其近距离保护层开采后遗留的煤柱应力集中区问题尤为突出。
本文旨在研究新景矿近距离保护层开采后遗留煤柱应力集中区的保护范围及保护效果,以期为矿井安全生产提供理论依据和实践指导。
二、研究背景及意义随着煤炭资源的不断开采,矿井生产逐渐向深部发展,近距离保护层的开采成为一种常见的开采方式。
然而,这种开采方式往往会导致煤柱应力集中区的形成,给矿井安全生产带来极大的隐患。
因此,研究新景矿近距离保护层开采后遗留煤柱应力集中区的保护范围及保护效果,对于预防和控制矿井安全事故、提高煤炭资源开采效率具有重要意义。
三、研究内容与方法本研究以新景矿为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,对近距离保护层开采后遗留煤柱应力集中区的保护范围及保护效果进行研究。
1. 理论分析通过查阅相关文献和资料,了解煤炭开采过程中煤柱应力集中区的形成机理及影响因素,为后续研究提供理论依据。
2. 数值模拟利用有限元分析软件,建立新景矿煤炭开采的三维模型,模拟不同开采条件下的煤柱应力分布情况,确定应力集中区的位置和范围。
3. 现场实测在矿井现场进行实际测量,验证数值模拟结果的准确性,同时为后续的现场应用提供数据支持。
四、煤柱应力集中区的保护范围及保护效果1. 保护范围根据数值模拟和现场实测结果,确定新景矿近距离保护层开采后遗留煤柱应力集中区的保护范围。
该范围应包括煤柱及其周边一定范围内的区域,以确保矿井生产安全。
2. 保护效果在确定保护范围的基础上,采取相应的安全措施和技术手段,如加强支护、优化开采顺序等,以降低煤柱应力集中区的风险。
《2024年近距离保护层遗留双区段煤柱对被保护层保护范围影响研究》范文
《近距离保护层遗留双区段煤柱对被保护层保护范围影响研究》篇一一、引言在煤矿开采过程中,为确保煤炭资源的有效开发和安全生产,通常会设置煤柱以维持矿山的稳定。
其中,近距离保护层遗留双区段煤柱是一种常见的采矿技术措施。
然而,这种煤柱的存在对被保护层的保护范围有着怎样的影响,是矿业界和学术界关注的重点问题。
本文旨在研究近距离保护层遗留双区段煤柱对被保护层保护范围的影响,以期为煤矿的安全生产和高效开采提供理论支持。
二、研究背景及意义随着煤炭资源的不断开采,矿山安全问题日益突出。
为确保矿山的稳定和安全生产,采矿技术人员在开采过程中设置煤柱。
尤其是近距离保护层遗留双区段煤柱的应用,在一定程度上减缓了矿山压力的传递,有效保护了被保护层。
因此,研究此技术对被保护层保护范围的影响具有重要的理论意义和实际价值。
三、研究方法及数据来源本研究采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法。
首先,通过理论分析双区段煤柱的设置原理和作用机制;其次,利用数值模拟软件对不同参数的煤柱进行模拟分析,探究其对被保护层的影响;最后,结合现场实测数据,验证模拟结果的准确性。
四、双区段煤柱的设置原理及作用机制双区段煤柱是指在近距离保护层开采过程中,为维持矿山稳定而设置的两个不同宽度的煤柱段。
其设置原理主要基于岩石力学和采矿工程学的理论,通过合理布置煤柱的位置和宽度,达到减缓矿山压力传递、保护被保护层的目的。
其作用机制在于通过双区段煤柱的支撑作用,使被保护层免受上覆岩层的压力影响,从而保证矿山的安全生产。
五、双区段煤柱对被保护层保护范围的影响通过理论分析、数值模拟和现场实测,我们发现双区段煤柱对被保护层的保护范围有着显著的影响。
具体表现在以下几个方面:1. 煤柱宽度对被保护层的影响:随着煤柱宽度的增加,被保护层的保护范围逐渐扩大,但过宽的煤柱可能导致资源浪费;2. 煤柱间距对被保护层的影响:适当的煤柱间距有助于平衡矿山压力,过小或过大的间距都可能对被保护层产生不利影响;3. 地质条件对双区段煤柱效果的影响:地质条件复杂的矿区,双区段煤柱的效果可能受到一定影响,需根据实际情况进行调整。
《上行采动影响下遗留群柱链式失稳机理与防控研究》范文
《上行采动影响下遗留群柱链式失稳机理与防控研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入,上行采动影响逐渐凸显,其带来的遗留群柱链式失稳问题成为了煤炭安全开采的一大难题。
这种失稳现象不仅威胁着矿井的安全生产,还对矿工的生命安全构成了严重威胁。
因此,研究上行采动影响下遗留群柱链式失稳机理与防控措施,对于保障煤炭开采安全具有重要的理论意义和实践价值。
二、上行采动影响概述上行采动是指在上覆岩层压力作用下,煤层开采过程中形成的采空区上覆岩层产生运动和变形。
随着开采深度的增加,上行采动的影响范围逐渐扩大,使得采空区遗留的群柱受到来自上方岩层的压力和侧向的挤压力。
这些力的作用使得群柱出现链式失稳现象,严重威胁着矿井的安全。
三、遗留群柱链式失稳机理遗留群柱链式失稳是指由于采空区上覆岩层的压力和侧向挤压力的作用,导致群柱间发生连锁反应,出现连续的、整体的失稳现象。
该失稳机理主要受到以下几个因素的影响:1. 岩层运动和变形:上覆岩层的运动和变形是导致群柱失稳的主要因素之一。
随着采空区的不断扩大,上覆岩层发生变形和断裂,对群柱产生巨大的压力。
2. 群柱间相互作用:群柱间的相互作用也是导致链式失稳的重要因素。
在采空区中,群柱间的距离、排列方式以及相互间的支撑关系都会影响其稳定性。
3. 地质条件:地质条件如地层结构、岩性、地质构造等都会对群柱的稳定性产生影响。
不同的地质条件会导致群柱的失稳机理存在差异。
四、防控措施研究针对上行采动影响下遗留群柱链式失稳问题,本文提出以下防控措施:1. 加强监测与预警:通过安装岩层位移监测仪器、群柱应力监测仪器等设备,实时监测采空区上覆岩层的运动和变形情况,以及群柱的应力变化情况。
一旦发现异常情况,及时采取措施进行防控。
2. 优化支护设计:根据地质条件和采空区实际情况,优化支护设计方案,确保支护结构能够承受上覆岩层的压力和侧向挤压力,从而保证群柱的稳定性。
3. 强化安全管理:加强矿井安全管理制度建设,提高矿工的安全意识和操作技能,确保矿工在采煤过程中能够及时发现并处理安全隐患。
房柱采空区遗留煤柱对下煤层开采的影响
房柱采空区遗留煤柱对下煤层开采的影响康庆涛;郭卫彬;许海涛【摘要】为研究房柱采空区遗留煤柱对下部近距离煤层开采的影响规律,掌握该条件下工作面回采的矿压显现特征,采用数值模拟和力学分析方法,研究了大地精煤矿房柱采空区煤柱集中应力的影响深度以及下部煤层开采顶板的破断规律.结果表明:房柱采空区底板岩层应力随煤柱的分布呈周期性变化,3#煤层开采老顶活动受上部煤柱应力集中的影响,从而破断岩块,易发生滑落失稳,严重威胁了下部煤层的安全开采.【期刊名称】《现代矿业》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】3页(P20-21,26)【关键词】房柱采空区;矿压显现特征;集中应力;数值模拟;力学分析【作者】康庆涛;郭卫彬;许海涛【作者单位】华北科技学院安全工程学院;河北省矿井灾害防治重点实验室;西安科技大学能源学院;西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室;华北科技学院安全工程学院;河北省矿井灾害防治重点实验室【正文语种】中文我国煤炭以壁式体系开采方法为主,房式采煤法仅在局部地区小煤矿使用[1]。
近年来,随着煤炭资源整合,大型国有煤矿逐步取代小型煤矿,使得一些整合煤矿在原小煤矿房柱式采空区下采煤。
当煤层距离较小时,煤层间开采将会相互影响,加之开采残留煤柱在底板形成的集中应力,将导致下煤层顶板结构和应力环境发生变化,从而使得下部煤层开采矿山压力显现规律与单一煤层开采有所区别[2-3]。
学者们对于房柱采空区下浅埋近距离煤层开采的覆岩运动规律及顶板控制方法进行了大量研究,成果丰硕[4-9]。
本研究采用数值模拟和力学分析方法,对伊泰集团大地精煤矿3#煤层开采工作面上部岩层的应力分布及关键岩块的破断规律进行分析,为该煤层及类似条件下煤层的安全高效开采提供参考。
根据大地精煤矿的实际开采情况,2#煤层采用房式采煤法进行开采,采空区留下大量煤柱,煤柱尺寸以6 m×6 m、8 m×8 m为主,该煤层与其下主采煤层(3#煤层)间距约25 m。
近距离煤层多次采动影响巷道围岩破坏特征与控制
近距离煤层多次采动影响巷道围岩破坏特征与控制
张博;冯宇;刘芳;石蒙
【期刊名称】《陕西煤炭》
【年(卷),期】2024(43)5
【摘要】针对隆德煤矿近距离煤层上下同采工作面巷道围岩稳定性控制问题,采用现场实测和理论分析方法,对多次采动影响下巷道支护体受力特征和煤柱应力演化特征进行研究。
结果表明,巷道锚杆/索受力经历7个变化阶段,包括采动影响前初始稳定阶段、单工作面超前影响阶段、双工作面超前影响阶段、采动卸压区快速升高阶段、采动应力恢复区慢速升高阶段、二次稳定阶段和双工作面开采扰动升高阶段;煤柱采动应力演化经历5个阶段,包括采动影响前初始稳定阶段、单工作面超前影响区缓慢上升阶段、采动卸压区快速上升阶段、采空区压实自由演化阶段和双工作面开采扰动升高阶段。
随着钻孔应力计安装深度增加,煤柱应力呈现先升高后降低趋势,煤柱浅部3 m左右进入塑性状态,承载能力降低;基于上述观测结果,对新掘巷道支护参数进行优化,在保证围岩长期稳定性的同时还可以降低支护费用,实测结果表明,支护参数优化后巷道表面位移量在工程允许范围内,巷道围岩裂隙发育程度较低。
【总页数】6页(P29-34)
【作者】张博;冯宇;刘芳;石蒙
【作者单位】华电煤业集团有限公司;神木县隆德矿业有限责任公司;天地科技股份有限公司开采设计事业部
【正文语种】中文
【中图分类】TD801
【相关文献】
1.特厚煤层综放开采多次采动影响巷道围岩稳定性研究
2.上部煤层采动底板巷道围岩破坏特征与卸压控制技术
3.多次采动影响下近距离回采巷道围岩控制技术
4.近距离煤层采动对相邻巷道围岩应力及变形影响研究
5.近距离多煤层采动影响巷道围岩控制技术研究
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
近距离煤层上部工作面煤柱破坏及氧化特性研究
近距离煤层上部工作面煤柱破坏及氧化特性研究付文刚;关洪峰;石勇;杨佳龙【期刊名称】《煤炭工程》【年(卷),期】2024(56)4【摘要】为研究近距离煤层开采对上部工作面煤柱破坏及氧化特性的影响,以白芦煤矿74201工作面为研究背景,基于数值模拟、实验研究等手段分析近距离煤层下部工作面开采对上部煤层煤柱塑性区域分布及氧化特性的影响。
FLAC^(3D)模拟结果表明,随4^(-2)煤层推进,上部煤层煤柱破坏变形特征近似分为三个阶段:煤柱完整;煤柱变形破损,但保持基本连续性;煤柱大范围剪切破坏,煤柱破碎。
程序升温实验表明,已发生一定破碎的煤柱,其二次氧化过程中CO及C_(2)H_(4)临界温度点均提前10~20℃,耗氧速率最高增大2573.1×10^(-11)mol/(cm^(-3)·s);完好煤柱未检测到C_(2)H_(2),4^(-1)碎裂煤柱及4^(-1)破碎煤柱分别在250℃和240℃检测到C_(2)H_(2)气体,分析得出煤柱破碎过程对煤二次氧化进程具有一定的促进作用,破碎煤柱相对于完好煤柱更易发生自燃反应。
本研究得出了上部煤层破碎失稳煤柱自然发火危险性随着下部煤层回采进行不断增大的结论。
【总页数】6页(P67-72)【作者】付文刚;关洪峰;石勇;杨佳龙【作者单位】朔州茂华白芦煤业有限公司;山东科技大学安全与环境工程学院【正文语种】中文【中图分类】TD752【相关文献】1.极近距离上部煤层稳定煤柱载荷在底板中的应力传递规律研究2.近距离煤层采动上部旺采区煤柱稳定性实测研究3.极近距离上部煤层稳定煤柱载荷在底板中的应力传递规律研究4.近距离煤层残留煤柱下回采巷道变形破坏研究5.近距离煤层开采对上煤层煤柱氧化影响与治理研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
采动影响下极近距离煤层围岩稳定性分析
采动影响下极近距离煤层围岩稳定性分析作者:***来源:《山西能源学院学报》2020年第03期【摘要】為了研究极近距离煤层开采时对巷道的顶板下沉和巷道的围岩变形的影响,本文以某矿为研究背景,通过理论计算和数值模拟相结合的方式对上覆岩层的破坏形式作出了一定的研究,得到冒落带和裂隙带在某矿的高度,并研究了巷道开采对巷道围岩的应力分布研究,为矿山的支护提供了一定的理论指导。
【关键词】极近距离;数值模拟;理论计算;围岩变形【中图分类号】 TD325.3 【文献标识码】 A【文章编号】 2096-4102(2020)03-0015-02 开放科学(资源服务)标识码(OSID):随着我国使用煤炭的时间越来越长,赋存条件较为复杂的煤层也逐步得到了开采,在开采过程中众多的问题也就纷纷冒了出来。
极近距离的煤层开采问题已经越来越受到了人们的关注。
本文以某矿为研究背景通过理论分析和数值模拟研究对矿山的极近距离煤层作出了一定的研究,为矿山极近距离煤层开采做出了一定的指导。
1工程概况矿区二采区位于井田南部,呈东西布置。
其中10#和11#煤层共7.4m,煤层性质稳定,平均倾角为7°,岩层柱状图如图1所示。
从岩层分布可以看出,合并层的煤层底板为泥岩,在整个生产过程中,应注意顶板淋水问题。
从生产经验来看,9#煤层已经采完,其巷道布置方式与10#和11#煤层呈现垂直状态,为了保证安全生产,9#煤层留设有宽度不一致的区段煤柱。
由于9#煤层开采顶板的垮落,使得10#和11#煤层顶板受力过大,变形严重,给支护带来了困难,区段煤柱的存在导致10#和11#煤层顶板受力不均匀,造成开采困难。
2上覆岩层的破坏研究矿山的上覆岩层一般由细砂岩、中砂岩和泥岩等组成,通常在开采过程中,采空区和采场会形成三带,分别为冒落带、弯曲下沉带和裂隙带。
而相应的每个带都有着自己的特性。
冒落带是由于煤矿的开采破坏了原有的地应力平衡,当采煤工作完成后,大面积的上覆岩层会丧失原有的支撑面,从而发生断裂、冒落等情况并将采空区进行填充,填充后的岩体又会对上部的岩层产生一定的支护作用,避免了上覆岩层的进一步垮落,所以此类区域的裂隙发育完好,有较好的通透性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
为立方体煤试件的单轴抗压强度 ) 。
, ≥ 。
21 0 2年第 1 期
周长冰: 柱采空区 刀 下近距离煤层采动对刀 柱失稳的 影响
3 9
A =一9 01 曰 = 一 . 7 C= 6 73; = - . 8 E =- . 41 . 9; 7 8 5; . D 5 5 6; - 4 ; 4 F= - . 9 G =一2 1 2; =一1 0 7; 3 2 6; .5 H . 0 ,=0 1 72 . 3
=叼一 Hy =3×2 5× 1 0× 1 - =7. 0 03 5 MPa
1 采场 力学模 型 的建 立
图 1 刀柱 采 空 区下 近 距离 煤 层 开 采示 意 图 , 为
取煤 的单 轴抗 压强 度 为 2 a则 煤柱 的极 限强度 5MP , 其中煤柱宽度为 5m 刀柱间跨度为 1 埋深 10 , 0 m, 0 为 m,下煤 层 顶板 为沙 质 泥岩 ,随工作 面 的 推进 而跨 o = r ( .7 +02 2 / = r (・0 7 8 .2 BM) 。 e
煤
3 8
炭
科
技
21 0 2年第 1 期
No .1 2 2 01
COAL CI S ENCE & TECHNOLOGY MAGAZI NE
文章 编号 :08 33 (0 2O — 0 8 0 10— 7 12 1 )10 3— 2
刀柱采空 区下近距离煤层采动 对刀柱失稳的影响
o = B- y r l l i
式中
煤柱面积比率 ,即煤柱面积与采空区
总面 积之 比 ; 岩石 源自均 视密度 ,Nm 。 k /。
去其对老顶的支撑作用 , 从而发生大面积来压现象。
首先计 算 煤柱 平 均 应力 , 果 按 照煤 柱 应 力 的 如 面积分 摊原 则计算 , 煤柱上 的平 均应 力为 则
落。
q
2 5×( . 7 0 7 8+0 2 2×52 2 =3 . a .2 /. ) 2 1MP
取安 全 系数 n=2则 n =1 ao =3 . a , ・ 5 MP<- 2 1 。 MP , 故煤 柱未破 坏 。 由以上 判 断 理 论 可 知 , 回 采前 , 不 考 虑 风 在 在 化侵蚀 等条 件下 , 各刀 柱依然 有 承载能 力 。
() b 推掉第一个煤柱
式 中
m
—— 第 m+1 刀柱应 力 , a 个 MP ;
—
—
—
—
推掉刀 柱 的数量 , ; 个
8 一
刀柱间跨距 , m; 刀 柱截 面宽度 ,l I。 l
所 以 2 1 2 a =1 . 5MP ,
n・r =2 5 MP < ̄p=3 1MPa, o2 2. a 2.
式中
安全系数 , = ; n 2
c _一煤柱 平均 应力 , a r _ MP ;
『— 的极 限强度 , a - 噪柱 _ MP ;
O= ・ . 7 r ( 7 8+0 2 2BM ) 式 中 o " 0 . 2 / ( r e
象 。我 国大同、 北京和新疆艾维尔沟等地区, 由于顶 板 厚实 坚硬 , 是大 面积来 压 的重灾 区 , 以大 同矿 区 而
() a原始应力
图 2 刀 柱 垮 落后 力学 模 型
为简化计算 , 假设刀柱垮落后 , 受其支撑的顶板 的重量只向相邻刀柱转移 ,采用极限强度理论计算
刀 柱受 力强度
一 一
( +2 L T m )H
A =-1 . 7 B =-1 . 6 C =一1 . 5 D =一 5 ; 5 2 4; 3 3 4; 1 4 3; 9. 43 E : 一 . 3 ; =一 . 2 G = 一 . 1 =一1 9 I=0 01 7 6 2F 5 7 2; 3 8 1: . .
关键词 : 刀柱 采空 区 ; 近距 离煤层 ; 刀柱 失稳 中图分 类号 :D 2 . 1 T 8 3 8 文献标 志 码 : B
在 我 国顶 板事 故 中 ,顶 板大 面积 来压 是重 大灾 害事故 之一 。顶板 大 面积来 压 主要是 由于坚硬 顶板 下 采空 的面积 超过 极 限值后 冒落 造成 的剧 烈 动压现
图 1 刀 柱 采 空 区下 近 距 离 煤层 开采 力 学 模 型
2 采动 对前 方 刀柱 影响 的机理
当刀柱下部煤层工作面推进 到第一个刀 柱下 方时, 刀柱失稳垮落 , 失去对老顶的支撑作用 , 老顶 重量将 向前方煤柱转移, 如图 2 所示。
在 此状 态下 ,可用 逐 步破 坏理论 和极 限强度 理 论 来判 断煤 柱是 否破坏 [ ] 限强度 理论 。极
A =- 5 5 4; =一 2 3 2; =1 . 8 D = 一1 。 9 2.4 B 2.6 C 9 1 5 9 8; E =-1 81 F= - . 3 G =一6 4 2; =-3 2 ,=一 . 8 2. 6; 9 6 4; .5 H . 7: 008
周长冰
( 国矿业 大学 矿业 工程 学 院 , 中 江苏 徐 州 211) 2 16
摘 要 : 近 距 离煤 层 采 用 刀 柱 采 煤 法开 采 之 后 , 极 下部 煤 层 采 用 走 向长 壁 采 煤 法 进 行 回采 。 随着 下 部煤 层 工 作 面 的推 进 , 上部 煤 层 遗 留下 的 刀柱逐 个 失 稳 , 顶 失 去 刀柱 支撑 , 悬 空 老 其 的重 量 将 向前 方 煤 柱 转 移 , 大煤 柱 负担 , 重 压 下 , 柱 有 可 能 提 前 失 稳 。用 理 论 分 析 和 增 在 煤 数 值模 拟 的 方法 对 提 出的 问题 进 行 了研 究。