近距离煤层群开采回采巷道合理布置位置理论分析
我矿采空区下极近距离煤层回采巷道布置浅析
布置构成不利因素 。
33 上覆K _ 。 煤层 工作 面煤柱 集 中压力的影 响
B 为煤柱影响角 ,其值一般为2 。5 。 5~ 5 ,此处 取最大值5 o 5; 0 的余角值 。 为B
则 S .7 21m ≥05 ~ .6
K。 煤层 被 采 出后 ,其 工 作 面 煤 柱 原 有 的 应 力 场 被 破 坏 ,采 空 区 上 方 岩 层 重 量 向 煤 柱 转 移 形 成 高 压 并 通 过 煤 层 底 板 传 播 到 煤 柱 下 方 附 近 的 一段 区域 ,形 成 应 力 增 高 区 ,特 别 是 K 煤 层
局部 留有煤柱未采 ,为走 向长壁式 回采 ,采空 底前进式掘进 ,后退式 回采 ,现所有巷道均 因 区管理为 自然垮落法 ,巷 道顶板 随回采 时的垮 采面结束而垮落报废 ,其底板即K 。 煤层顶板 已 落步距 而断裂或弯 曲下沉。下位煤层K 煤层厚 受炮掘影响产生次生裂隙而不完整 ,不利 于两 度1 ~ . . 3 m,煤质较松软 ,煤层直接顶为灰 白色 层 巷 道重 叠布 置 。 5 0
即受 煤 柱 影 响 分 层 平 巷 应 布 置 在 煤 柱 线 外 21m之外 ,巷道 受压 状 况 可 明显改 善 。 .6
距 已采K 煤层距 离仅0 ~ . . 1 m,应力集 中程度 6 8 较 高。如果 把巷道布置在 这些 区域 ,将 会 由于 支承压力 的影 响而使巷道支架遭 严重破 坏 ,使
巷 道产 生变 形 和破 坏 。
3 4 煤 柱影 响 角
4 K 煤层巷道布置 1
根 据 影 响K。 层 巷 道 布 置 的因 素 ,K 煤 。 煤层 开 采 不 宜 采 用 重 叠 式 的巷 道 布 置 。但 如 果 采 用
近距离煤层下煤层回采巷道内错布置合理错距数值模拟研究
2 0 1 5年 5 月
Ma v . 2 01 5
・
煤 电技 术 研 究 ・
近距离煤层下煤层回采巷道 内
错布置合理错距数值模拟研究
李 鹏, 沈玉旭 , 许 海涛
晋中 0 3 0 6 0 0 ) ( 山西煤炭管理干部学 院, 山西
【 摘
要】以某煤矿近距 离煤层为研 究对象, 通过数值模拟对下煤层 回采巷道 内错布置不同错距的受力及 区服破
收 稿 日期 : 2 0 1 5 - 0 4 — 2 3
作者简介 : 李
40
鹏( 1 9 8 4 一) , 男, 山西大 同人 , 山西煤炭管理干部学院助教 , 硕士。
第2 8 仓
, 列
山西煤 炭管理 十 部学 院学报
J o u r n a l o f S h a n x i C o a l - Mi n i n g Ad mi n i s t r a t o r s C o l l e g e
Vo 1 . 2 8 No . 2
3 6 3 8 3 3 0 8
4 9 3 3
2 6 0 l 7 4 3
4 9 8
3 . 9 0 3 6 . 8 6 0 . 2 4 2 . 8 8 2 4 . 5 7 O . 2 2
6 . 2 3 2 3 . 7 7 0 . 2 4
O . 1 8 2 3 . 6 3 0 . 2 3 O . 6 6 2 0 . 9 4 0 _ 2 O
束 其水 平位移 和 垂直 位移 。模 型上 部加 载 的均 布荷 载 ,按 岩 层平 均 容 重 2 . 5 MP a / l O O m 及模 拟 埋深 3 0 0
m
层平 均 厚 度 为 I . 1 2 m, 直接顶为 K 2灰岩 , 底 板 为 泥
近距离煤层回采巷道布置方式
层采高、煤层强度、上覆岩层容重、应力增高系数、底板
岩层强度等变量有关,煤层采高、上覆岩层容重越大,底
板塑性屈服深度越大,底板岩层强度越大,底板塑性屈服
深度越小。
1. 2 极近距离煤层开采相互影响规律
极近距离煤层开采时,其相互影响主要表现为上部煤
层开采形成的采动应力场和下层煤的顶板结构的变化。极
近距离煤层条件下,上煤层开采后采空区冒落矸石、区段
内错式布置巷道避开了上层护巷煤柱产生的应力增高 区,由于煤层倾角平均 17°,倾角不够大,故不考虑水平 式。为了降低 9 上和 9 下两煤层间开采的相互影响,9 上和 9 下极近距离煤层开采,采用无煤柱护巷方式。考虑到巷道 支护方式,将巷道的布置方式设计为外错式和内错式相结 合的布置方式。上、下煤层回采巷道的布置方案采用留 3 ~ 5m 窄小煤柱沿空掘巷,即 9 上和 9 下巷道布置为: 下煤层 的回风巷与上煤层呈外错布置,下煤层的运输巷与上煤层 呈内错布置( 如图 3 所示) 。支护方式为: 9 上采用锚杆支 护; 9 下回风巷的巷道采用锚杆支护,运输巷巷道采用工字 钢支护。由于受上层煤开采的影响,9 下顶板较破碎,上层 开采时必须铺设金属网。
2 上部煤层开采区段煤柱载荷分析
上部煤 层 区 段 煤 柱 的 载 荷 是 由 上 覆 岩 层 重 量 两 侧 ( abcd) 采空区未垮落岩层的部分重量转移到煤柱上所产生 的( 如图 2 所示) 。
为 1. 5m,9 下 的 平 均 厚 度 为 1. 25m,层 间 距 平 均 厚 度 为 1. 5m。煤层总体走向为 65° ~ 90°,倾向 N335° ~ 360°,煤 层平均倾角 17°。9 槽煤层煤质较好,硬度较大,属 中 硬 煤。煤层结构复杂。顶底板均为粉砂岩,伪顶底为炭质粉 沙岩。局部顶板较破碎,岩石完整性较差。该区不受火成 岩的影响。该区水文地质条件简单,除煤层顶板有裂隙滴 淋水外,不受老窑水的影响,煤层低瓦斯,无煤尘爆 炸 倾向。
近距离煤层回采巷道合理布置方案
·66·
煤 矿 安 全 ( Total 418) 技术经验
近距离煤层回采巷道合理布置方案
黄艳利 1, 2 ,张吉雄 1, 2 ,范 军 1, 2 ,巨 峰 1, 2 ,安泰龙 1, 2
(1. 中国矿业大学 矿业工程学院 ,江苏 徐州 221116; 2. 煤炭资源与安全开采国家重点实验室 ,江苏 徐州 221008)
整个电控系统使用元器件多 ,元器件之间连线 复杂 ,各输入 、输出控制接点在电路中是串联和并联 关系 ,各控制触点容易受电弧侵蚀和环境氧化而损 坏 ,每个节点的通断情况不能采用某种手段进行监 视 ,当出现故障时 ,全凭维修人员的经验去判断查找 事故点 ,使事故处理时间太长 。据北辰煤矿从 2005 年 11月到 2008年 11月 3a来的影响生产的非人身
技术经验 煤 矿 安 全 (2009 - 09)
·67·
1所示 。
结合木瓜矿的具体地质条件 ,在分析 9 煤开采 对 10煤的影响关系时 ,取影响角 θ= 40°。由图 3可 知 , 10煤层的巷道必须布置在支承压力影响线外的 煤层中 ,才能避开 9煤留设煤柱压力的影响 ,即要满 足式 (1) (图 3中 Ln 为 10煤层巷道的内错距 ) 。
近距离煤层回采巷道合理布置研究
区域治理综合信息近距离煤层回采巷道合理布置研究王辉1 吴向儒1 梁苗2 李波11.鄂尔多斯职业学院,内蒙古 鄂尔多斯 0170002.鄂尔多斯生态环境职业学院,内蒙古 鄂尔多斯 017000摘要:对于采煤采矿人员来说,在进行开采煤矿工作时,会遇到各种各样的开采环境,而近距离煤层开采也属于他们所遇到的开采环境中的一种。
近距离的煤层开采环境虽然是常见现象,但是对其回采巷道进行合理布置却是一件非常困难的事情。
如果近距离的煤层回采巷道布置得不合理,那么不仅会影响到采煤的工作,降低工作效率,损失煤矿企业的收益,严重时,还会造成人员伤亡,所以需要高度重视近距离煤层回采巷道的合理布置。
本文将针对近距离煤层回采巷道合理布置进行探究。
关键词:近距离;煤层回采;巷道;合理布置对于近距离煤层回采环境而言,有着多种不同的回采巷道布置方法。
但重要的是就在于如何针对这个煤层的所在环境,合理的进行近距离煤层回采巷道布置。
因不同的回采巷道布置方法都有自己的优势和劣势,这就需要相关的工作人员清楚地了解煤层所在的地形环境,综合考虑之后,才能最终确定一种合理的回采巷道布置方法。
只有回采巷道布置的合理,才能提升煤层的回采率,提高煤矿企业的收益。
对于一些近距离的煤层回采巷道,虽然在回采过程中出现了问题,但也可以通过相对应的措施来解决,确保煤层回采工作的顺利。
一、工程地质概况以八连城煤矿西为例,其中的19-2号煤层需要进行相关的开采工作。
其具体的相关地理信息如下:2号煤层的平均深度在500米到600米之间,而煤层的厚度为0.6米到2.5米之间不等,平均厚度为1.5米左右。
在2号煤层的东面是山区,南面是断层和采区边界线,西面也是属于断层,上部则是属于采空区。
2号煤层在219-201区域之间的工作长度范围为910米左右,倾斜的长度为160米,平均倾斜角度为3°左右。
2号煤层的层理比较均匀,发育比较均匀。
煤层顶部存有伪顶,在开采的过程中容易冒落。
M煤矿近距离煤层回采巷道合理错距研究
FORUM论坛工艺30 /矿业装备 MINING EQUIPMENT 煤柱承担了较大的集中应力。
3 近距离煤层回采错距理论分析以M煤矿近距离煤层采空区回采工作面巷道布置结构为基础,分析其覆岩的运动规律与合理错距的确定问题,以确保煤矿企业的安全生产。
合理错距可以有效避免煤层工作面开采造成的互相不利影响,确保上下煤层开采面的高效稳定开采。
当前,针对近距离煤层回采合理错距方面存在两种理论。
一是减压区理论,合理错距应确保下煤层开采工作面位于上煤层开采工作面形成的减压区内,保证开采下煤层时不受上部煤层的动压影响,减小工作面的支护强度。
二是稳压区理论,合理的错距应确保上部煤层工作面开采顶板冒落稳定后,在回采下部煤层工作面,从而确保下部开采工作面不受上部冒落引起的冲击影响。
3.1 减压区开采理论根据砌体梁结构理论,在开采上煤层后,岩层可以形成砌体梁的平衡结构,从而有效保护回采工作面空间。
推过回采工作面后,直接顶会垮落,老顶承受覆岩层的重量,采区工作面前方与后方的冒落岩石承受压力,并在上部煤层工作面约6~20 m的范围内形成减压区。
此区内会布置近距离下煤层工作面,减小开采压力,从而更利于维护采区巷道。
3.2 稳压区开采理论基于砌体梁理论,在开采上部煤层后,随着工作面的逐步回采,直接顶也会逐步冒落,当推进一段距离工作面后,老顶会出现明显的周期来压,形成砌体梁结构,此时工作面逐步恢复原有的岩石应力,且应力逐步趋于稳定,形成稳压区。
稳压区下进行开采工作,会减少上部煤层对下部煤层的冲击。
一般而言,上部煤层稳定后才可以开采下部煤层,此时下部煤层位于上部煤层形成的压力恢复区内,顶板冒落基本稳定,下煤层不会受到冒落动压的影响,从而更易控制开采工作面顶板,促使开采压力趋于稳定。
在开采近距离煤层时,应确保上下煤层开采工作面错距的合理性,不能过小,以免使上部煤层对底板产生冲M煤矿近距离煤层回采巷道合理错距研究煤矿实际开采过程中,近距离厚煤层的开采工作将会直接影响周围岩层的分布情况,回采空间煤柱应力不断集中,问题较为严重,且底板岩层也会传递应力,从而导致近距离厚煤层巷道的变形问题。
近距离煤层回采巷道合理位置的布置方法研究
近距离煤层回采巷道合理位置的布置方法研究近距离煤层的开采是非常常见的开采环境,对于煤矿企业来说,这种近距离的煤层开采有时不但会给井巷工程布置带来较大难度,而且会因为回采巷道中位置布置的不合理而影响到安全生产,文章结合八连城煤矿219-201工作面回采巷道布置形式,针对几种巷道布置位置的方法提出了相关见解,为类似条件下巷道围岩控制提供了借鉴和参考。
标签:近距离煤层;回采巷道;合理位置;布置方法近距离下煤层回采巷道位置地选择是一项非常重要的内容,回采巷道的合理布置能够有效地提升回采的資源率,为煤炭生产企业创造更大的经济效益,但是如何能够正确选择合理的布置方法也是一个选择的难题,每种布置方法都有各自的优点和缺点,在选择的过程中需要综合考虑矿井开采的各种因素,只有在遵循客观规律的基础上,才能选择出合理的回采巷道布置位置。
1 工程地质概况八连城煤矿西二采区目前主要开采煤层为19号煤层和19-2号煤层,两煤层之间的平均间距为13m,利用联合布置法进行开采。
目前19号煤层21901工作面已经回采结束,现阶段主要是针对19-2号煤层219-201工作面进行开采。
19-2号煤层平均埋深为520m-560m,煤层厚度为0.80m-2.20m,平均厚度1.44m。
219-201工作面东为西二轨道上山,南为DF105断层及采区边界线,西为DF107断层及21902工作面,南为沙坨子受保护边界,上部为21901采空区。
219-201工作面走向长度900m,倾斜长度156m。
煤层倾角1°-5°,平均2°。
该煤层层理、节理均较发育。
煤层顶板局部有伪顶,随采随冒。
直接顶为泥岩,平均厚度3.4m,褐色,破碎,具较多挤压滑面。
老顶为粉砂岩,灰白色,分选差,胶结中等,平均厚度 4.9m。
煤层底板为钙质粗砂岩,灰白色,坚硬,分选差,成分以石英、长石为主。
219-201运输顺槽内错21901运输顺槽10m,219-201回风顺槽外错21901回风顺槽0.8m-4.0m,见图1。
近距离煤层采空区下回采巷道合理位置的选择
近距离煤层采空区下回采巷道合理位置的选择王玉怀;张志科;黄刚;尹义超【摘要】本文以东欢坨煤矿9煤层与12-1煤层近距离煤层开采为研究背景,采用理论分析和FLAC3D数值模拟方法,研究了回采巷道合理位置的选择问题.结果表明:通过理论计算9煤层开采后底板最大破坏深度达到26.6m,对部分12-1煤层开采造成一定影响;2322工作面回采巷道应布置在应力降低区,距9煤层煤柱边缘水平距离16m的采空区下,这样对巷道两帮位移及顶板位移影响相对较小.该矿2322工作面的回采实践证明了巷道布置的合理性.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2018(015)001【总页数】5页(P6-10)【关键词】采空区;近距离煤层;回采巷道;内错距【作者】王玉怀;张志科;黄刚;尹义超【作者单位】华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201【正文语种】中文【中图分类】TD3530 引言近距离煤层通常被认为煤层层间距很近,开采具有显著相互影响的煤层[1]。
由于上部煤层的开采引起围岩应力重新分布,不仅在回采空间周围的煤柱上造成应力集中,而且该应力会向底板深处传递,对下部煤层顶板的稳定性造成一定的影响,使得下部煤层回采巷道位置的合理布置成为一个难题[2-4]。
本文以东欢坨煤矿12-1煤层2322工作面回采巷道选择内错式布置方式为研究背景,采用理论分析及数值模拟的方法,分析研究不同内错距下巷道与上覆采空区围岩应力分布状态及巷道两帮、顶板位移情况,以此来确定近距离下部煤层回采巷道的合理位置。
1 工作面概况9煤层、12-1煤层为东欢坨煤矿南一采区主采煤层,为简单的单斜构造,倾角变化不大。
其中9煤层厚度0.05~3.6 m,平均煤厚2.7 m,煤层倾角20°~25°,平均22°,底板大部分为粉砂岩和中砂岩,少数部分为细砂岩;12-1煤层厚度为2~3.16 m,平均厚度2.5 m,倾角17°~27°,平均21°,顶板多为细砂岩、粉砂岩、粘土岩,煤层顶底板均属稳定岩层其煤系地层柱状图具体如图2所示。
煤矿开采中巷道布置及采煤技术分析
煤矿开采中巷道布置及采煤技术分析摘要:当前,煤矿的主要开采方式是井下开采。
巷道是矿井生产与运输的主要通道,其布局的合理与安全对矿井生产效率及矿井下人员的安全有着重要的影响。
所以,有关工作人员在采矿的时候,要对矿区的地质构造、煤炭的分布结构进行全面的分析,对巷道进行合理的布局,并按照采矿的要求对采煤工艺进行科学的选择,这样才能保证采矿的顺利进行。
在此基础上,以井下采矿为背景,着重对井下巷道布置及采矿工艺进行了分析。
关键词:煤矿开采;巷道布置;采煤技术1煤矿开采巷道布置分析1.1近距离煤层的巷道布置近距离煤层主要是指上煤层与下煤层之间较短的距离。
在开采过程中,煤层受压较大,其稳定性较差。
在生产实践中,下部煤层的安全问题比较突出。
如果存在安全隐患,就有可能引起下层煤层顶板破落。
因此,在巷道的布局中,必须对此给予足够的重视,以有效地规避这一安全隐患。
在煤矿开采过程中,如果巷道间距很小,则宜采用交错法。
通过对煤层特性、参数的综合分析,对上、下煤层的顶板位置、有关参数进行了合理的判断,并对巷道进行了科学的布置。
目前,紧密煤层巷道的布置方式有三种:内侧交叉布置,外侧交叉布置,以及重叠交叉布置。
相应的巷道设计者必须在保证巷道安全性的前提下,根据巷道的实际情况,选取合适的巷道布局,使巷道的采煤效率最大化。
在巷道布局时,要根据有关巷道布局规范,对巷道进行科学布局,以保证上、下煤层巷道在合理的高程之内。
同时,在巷道建设中,要求建设单位严格按照有关的设计要求,严格执行相应的规范,保证巷道建设的正规化和安全。
1.2多煤层的巷道布置在采用多煤层巷道布局时,要充分考虑到:a)对各个煤层的间距进行科学地控制,保证上煤层的稳定性,并尽可能地避免对邻近煤层的开采造成影响。
b))考虑了在采煤过程中,煤层的支撑压力和岩体的移动对巷道的影响。
c)当前,多煤层巷道布局多采用群采巷道排布方式,将其划分为一个走向为800m的区域,对集中水平巷道进行五次分组作业。
极近距离煤层回采巷道合理位置确定方法探讨_张百胜
第27卷 第1期岩石力学与工程学报 V ol.27 No.12008年1月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Jan.,2008收稿日期:2007–04–08;修回日期:2007–04–26作者简介:张百胜(1972–),男,1996年毕业于山西矿业学院采矿工程专业,现为博士研究生、讲师,主要从事岩土工程方面的教学与研究工作。
E-mail :Baishengzhang@极近距离煤层回采巷道合理位置确定方法探讨张百胜,杨双锁,康立勋,翟英达(太原理工大学 矿业工程学院,山西 太原 030024)摘要:运用数值模拟分析方法,研究煤柱支承压力在底板的分布规律。
研究结果表明,煤柱底板的应力分布具有明显的非均匀分布特征,应力集中程度最高地方在煤柱下,向采空区发展则应力集中程度迅速降低;分析非均匀荷载状态下巷道易于变形和破坏的原因,得出在非均匀的荷载作用下,巷道支护体结构更易出现局部过载,产生局部破坏,最终可能导致支护体结构失稳。
指出在布置下部煤层回采巷道中,除避开煤柱支承压力增高区外,还应考虑煤柱下底板应力分布状态非均匀性的影响,应力分布状态的非均匀分布特征可用应力改变率衡量。
提出采用应力改变率确定极近距离下部煤层回采巷道的合理位置方法,并通过现场实践证明该方法可行。
研究结果对类似条件下巷道合理布置具有一定指导意义。
关键词:采矿工程;极近距离煤层;数值模拟;应力状态;巷道布置中图分类号:TD 263.1 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2008)01–0097–05DISCUSSION ON METHOD FOR DETERMINING REASONABLEPOSITION OF ROADWAY FOR ULTRA-CLOSE MULTI-SEAMZHNAG Baisheng ,YANG Shuangsuo ,KANG Lixun ,ZHAI Yingda(College of Mining Technology ,Taiyuan University of Technology ,Taiyuan ,Shanxi 030024,China )Abstract :With numerical simulation method ,the distribution law of coal pillar support pressure in the floor was studied. The result shows that stress distribution of floor under coal pillar has obvious heterogeneous characteristic in that the highest stress concentration lies under coal pillar and concentration degree decreases quickly away from coal pillar. The reason that roadways were easy to transform and fail under heterogeneous load was analyzed. Under the heterogeneous load ,the roadway support structure is subjected to emergent partial overload and produces local failure and will lose its stability. It is pointed out that the influence of the heterogeneity of stress distribution on the bottom plate under the coal pillar should be considered when laying the roadway of ultra-close lower-seams besides avoiding the coal pillar abutment stress concentration area. The heterogeneous degree can be measured by the rates of stress variation. In-situ observation confirmed the method ,which indicates that the proposed methods are feasible to the study of reasonable position of the roadway for ultra-close lower-seams. The results have references to the layout of roadway with similar conditions.Key words :mining engineering ;ultra-close multi-seam ;numerical simulation ;stress state ;layout of roadway1 引 言极近距离煤层是指井田开采范围内相邻两煤层的层间距离很近,且开采时相互间具有显著影响的煤层[1]。
极近距离煤层回采巷道合理位置的确定
Zhao Naiqiang
(1. Taiyuan University of Technology, Mining Engineering College , Shanxi Taiyuan 030024 ;
1 引言
近距离煤层是指开采中上下煤层相互影响较大 的煤层。近距离煤层在我国所占比重很大,如在大 同矿区、西山矿区、淮南矿区等地,都有近距离煤层 的存在。随着近年来煤炭产量的大幅提升,对近距 离煤层的开采逐渐增加,解决其开采中面临的相关 问题便显得尤其重要。近距离煤层下煤层回采巷道 的 合 理 布 置 ,可 以 有 效 提 高 巷 道 围 岩 稳 定 性 ,有 利 于 巷 道 的 管 理 和 维 护 ,减 少 安 全 隐 患 ,我 国 很 多 学 者对此进行了相关的研究:
采条件下不同错距下的巷道变形情况,并确定巷道 合理的布置方式。
2 工程概况
某矿主采煤层由上至下分别为 8、10、11 和 13 号 煤层,现 8 号煤层已基本采完,计划对 10 和 11 号煤 层进行联合开采。其中 10 号煤层厚 0.74~1.79m,平均 1.2m,为结构简单的薄煤层;11 号煤层距 10 号煤层 1.92~4.35m,平均 3.12m,煤层厚 1.2~4.9m,平均1.8m, 为结构简单的中厚煤层。
煤矿现代化
2018 年第 3 期
总第 144 期
极近距离煤层回采巷道合理位置的确定
赵乃强
(1. 太原理工大学矿业工程学院,山西 太原 030024 ;2. 山西中煤西沙河煤业有限公司,山西 朔州 036002)
近距离煤层工作面巷道的合理布置
近距离煤层工作面巷道的合理布置刘平【摘要】以崔家寨矿近距离煤层工作面E12503、E12505、E12603和E12605的地质条件为背景,通过对巷道的围岩稳定性进行分析,确定上述工作面巷道的合理布置参数:两煤层间的垂直距离,巷道与上部煤柱边缘之间的水平距离以及煤柱的合理宽度等。
建议相似条件下,E12506工作面进风巷道转弯前部分与邻近工作面之间保护煤柱宽度应为20 m以上,转弯后保护煤柱宽度为22 m;E12611工作面巷道采用20 m以上的保护煤柱。
%Based on the geological condition of close coal seam working face of E12503,E12505,E12603 and E12605 in Cuijiazhai coal mine,analyses the stability of roadway surroundingrock,determines the reasonable ar-rangement parameters of the working face roadway that the vertical distance between the two coal seams,the horizontal distance between roadway and the upper edge of coal pillar,the reasonable width of coal pillar and so on.Under the similar conditions proposes that the protection coal pillar width should be more than 20 m between the part before turn-ing in E12506 face intake airway and adjacent face and the protection coal pillar width is 22 m after turning.The pro-tection coal pillar width of E12611 face roadway should be more than 20 m.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】4页(P7-10)【关键词】近距离煤层;巷道稳定性;巷道布置;合理参数【作者】刘平【作者单位】大同煤矿集团公司云冈矿,山西大同 037003【正文语种】中文【中图分类】TD322崔家寨矿5#煤层与6#煤层平均间距为22 m。
近距离下煤层回采巷道合理位置选择
收稿日期:2021-09-01基金项目:山西省重点研发计划一般项目(201903D121075)作者简介:耿春喜(1975-),男,山西长治人,工程师,从事采矿工程工作。
doi:10.3969/j.issn.1005-2798.2021.12.005近距离下煤层回采巷道合理位置选择耿春喜(山西潞安集团左权阜生煤业有限公司,山西长治 032600)摘 要:文章采用理论分析、数值模拟以及现场实测的方法对山西某矿近距离煤层8号、9号煤层回采巷道位置选择进行了研究。
结果表明,8号煤层巷煤柱集中载荷传递已经影响到了9号煤层的开采及巷道布置,通过数值模拟分析不同巷道间距下9号煤层回采巷道屈服破坏情况及巷间煤柱受力情况得出9号煤层回采巷道合理的位置应外错8号煤层巷道9m,并经过现场工程验证,在该错距条件下能够保证9号煤层围岩稳定性。
关键词:近距离煤层;巷道布置;数值模拟中图分类号:TD353 文献标识码:A 文章编号:1005-2798(2021)12-0017-03Choose a Reasonable Location of Close Coal Seams MiningGENG Chun-xi(Zuoquan Fusheng Coal Co.,Ltd.,Shanxi Lu 'an Group ,Changzhi 032600,China )Abstract :This paper uses theoretical analysis,numerical simulation and field measurement methods to study the location of the stopingroadway in the short distance coal seam the No.8and the No.9coal seam.The research results shows that the concentrated load transferof coal pillars in the No.8coal seam along the channel has affected the mining and roadway layout of the No.9coal seam.The yieldfailure of the No.9coal seam under different roadway spacing and the stress of the coal pillars between the roadways are analyzed through numerical simulation.It is concluded that the reasonable location of the No.9coal seam mining roadway should be 9m outside the No.8coal seam roadway,and through field engineering verification,the stability of the No.9coal seam surrounding rock can beguaranteed under the condition of this stagger distance.Key words :short distance coal seam;roadway layout;numerical simulation近距离煤层在我国各大矿区广泛分布,近距离开采使得相邻两煤层之间巷道掘进、工作面回采矿压显现更加明显。
近距离下煤层回采巷道布置方式及支护技术研究
近距离下煤层回采巷道布置方式及支护技术研究煤炭工业的快速发展反映了煤炭在资源结构中的关键地位,而埋藏条件较好的煤炭资源已接近枯竭,所以煤层赋存条件相对差的的近距离煤层开采,渐渐受到人们的重视。
近距离煤层分布范围较广,在我国很多井田都有近距离煤层分布,近距离煤层对于传统单一煤层开采而言,其存在一定的差异性,其差异因素包括选择合理的开采顺序、上下煤层遗留煤柱应力分布特征、回采巷道合理布置方式及巷道支护等方面。
尤其是近距离煤层下行开采,上煤层开采后采空区遗留煤柱及巷道围岩应力重新分布会给下煤层回采巷道的稳定性带来消极影响,且下煤层开采时,顶板已经受到上煤层开采损伤破坏影响,从而增加了下煤层回采巷道围岩控制的难度。
下煤层回采巷道围岩控制的关键是回采巷道合理布置方式及近距离煤层支护体系的构建,因此,下煤层回采巷道合理布置方式和巷道支护系统是近距离煤层安全高效开采的重难点研究内容。
本文以神州煤业一采区南翼近距离煤层(8#、10#煤)开采为研究背景,通过模糊数学综合分析、理论分析计算与数值模拟相结合的方法,针对神州煤业近距离煤层(8#、10#)下层10#煤回采巷道合理布置方式与支护体系的构建展开详细深入的分析研究,并得到以下研究结论:(1)结合矿井地质条件、煤(岩)物理力学参数测试及围岩窥视对煤层顶底板岩性、节理和裂隙发育进行初步分析。
(2)收集类似地质条件的煤巷围岩稳定性分类指标数据,采用模糊数学的方法进行模糊聚类分析,运用Matlab进行迭代计算,进而得到神州煤业下组煤回采巷道围岩稳定性级别,为巷道合理布置及支护系统的构建提供理论支撑。
(3)分析煤柱下应力分布规律,通过滑移线场理论进行理论分析,由数学方法化简求得上煤层采空区遗留煤柱对底板的最大破坏深度理论计算公式,结合地质资料及围岩力学参数测试数据,得到上煤层开采对底板的最大损伤深度理论计算值为1.45m;理论计算过程中,运用极限平衡理论求得煤柱一侧采空时塑性区宽度计算公式。
近距离煤层开采巷道合理位置的确定
重叠布设 ,并 将其布置成 长度相等 的作业面 ,以确
保煤层 间区段煤柱 的一 致性 ,这样 就可 以减少损 失 量 ,但是这 种方式会 给下煤层 的回采巷道施工 带来 困难 ,不易维护 。
高 、容易 出现人员伤亡 。因而在 近距 离下煤层 如何
合 理 的布 置 回采巷道 的位置并选 择支护参数是 有待 解决 的重要问题 。
文献标识码 B
d o i : 1 0 . 3 9 6 9  ̄. i s s n . 1 0 0 5 — 2 8 0 1 . 2 0 1 7 . 0 1 . 0 0 9
De t e r mi na t i on of r e a s o na bl e pos i t i o n o f r o a dwa y i n c l o s e di s t a nc e c oa l s e a m mi ni ng
o he t r mi n e s . Ke y wo r d s : c l o s e d i s t a n c e s op t i n g r o a d w距离非 常近 ,下 面煤 层顶 板被上覆 煤层开采 过程 中的应力 集 中影 响。如
Xu Du o
( S h a n x i L v l i a n g Xi s h a n De we i Mi n i n g Ma n a g e me n t C o . L t d . , S h a n x i L v l i a n g 0 3 3 0 0 0 )
2 回采巷 位置
何在近距离煤 层中进 行开采 巷道的有效 、 科 学布设 ,
并 对 其进 行 合 理支 护 成 为矿 井 急需 解 决 的难 题 之
一
2 . 1 下煤 层巷 道布 设 方式分 析
近距离煤层下行开采下煤层回采巷道布置
近距离煤层下行开采下煤层回采巷道布置任仲久【摘要】For the problem of reasonable layout of mining roadway encountered in lower coal seam mining under residual pillar in a coal mine,through theoretical analysis,numerical simulation and field application,this paper analyzes the floor failure range of residual coal pillar in downward mining of closed distance coal seam and the influence on the stability of lower mining roadway.Based on the theory of soil mechanics and the mechanical properties of 3-2# coal seam and floor rock,the floor destruction range of residual coal pillar is calculated in this paper,the stress field and plastic zone distribution outer mining roadway of 5m under the residual coal pillar loading are studied by numerical simulation.In addition,a verification analysis was conducted on the excavation roadway of the 33305 working face in the 3-3# coal seam of a coal mine and the layout rationality of outer roadway of 5 m is finally verified.%针对某矿残留煤柱下煤层开采所遇到的回采巷道合理布置问题,通过理论分析、数值模拟和现场应用等研究方法,分析了某矿近距离煤层下行开采残留煤柱的底板破坏范围及对下煤层回采巷道稳定性的影响.利用土力学的太沙基理论并结合某矿3-2号煤层及底板岩体的力学性质计算了残留煤柱下底板破坏范围,又运用数值模拟研究了残留煤柱载荷作用下外错5 m布置回采巷道的应力场与塑性区分布情况,并且对某矿3-3号煤33305工作面掘进巷道进行了验证分析,最终验证了回采巷道外错5 m布置的合理性.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2018(049)003【总页数】4页(P136-139)【关键词】近距离煤层;残留煤柱;巷道布置;塑性区;巷道稳定性【作者】任仲久【作者单位】煤科集团沈阳研究院有限公司,辽宁抚顺113122【正文语种】中文【中图分类】TD263近距离煤层的开采与单一煤层开采相比,矿山压力现象是不同的[1]。
极近距离下煤层回采巷道合理位置确定
2012 年第 3 期
( 1 ) 下分层工作面采用内错式布置, 大大减小 了回采巷道的压力, 为巷道支护创造了有利的条件。 ( 2 ) 下分层工作面采用内错式布置, 错距的减 少, 缩小了区段煤柱, 提高了矿井煤炭采出率。
图3
下煤层巷道布置错距示意图
下煤层工作面巷道内错距离 Ln 为: Ln > ( h1 + h2 ) tan 式中: Ln - 14 煤层区段煤柱边界与 14 m; 作面巷道的水平间距,
宽度加大, 下煤层工作面长度也随之缩短, 但是下煤层 回采巷道在残留区段煤柱边缘形成的应力降低区下掘 进,可提高巷道掘进速度 、 保证工作面的正常接替 。 ( 3 ) 外错式布置 。下煤层回采巷道布置在上煤层 工作面的外侧, 区段煤柱形成倒梯形,煤柱宽度减小, 下层工作面长度加大, 可提高煤炭的采出率; 但下煤层 回采巷道位于上煤层区段煤柱应力增高区下, 巷道掘 进维护困难 。 1. 2 下煤层合理煤柱宽度 根据矿山压力在底板岩层中的传递规律, 上煤层 区段煤柱对底板的应力分布有很大影响, 应力集中程 度最高的地方发生在煤柱下方, 向采空区发展则应力 集中程度迅速降低; 底板的应力分布具有明显的非均 匀特征, 对于同一水平面上的底板而言, 离煤柱越近则 应力不均衡程度越大, 远离煤柱则应力不均衡程度变 小, 应力分布越趋于缓和 、 均匀 。区段煤柱支承压力在 不同底板深度处垂直应力的等值线分布如图 2 所示 。
图1
404 盘区工作面巷道布置方式
1 1. 1
回采巷道位置确定
下煤层回采巷道布置方式 ( 1 ) 重叠式布置 。下煤层与上煤层回采巷道在平 面上重叠布置, 上下煤层工作面等长, 这样可以使上下 煤层之间区段煤柱一致, 煤损较少 、 采出率较高, 但给 巷道维护工作量大 。 下煤层回采巷道施工带来困难, ( 2 ) 内错式布置 。下煤层回采巷道布置在上层工 作面内侧, 区段之间形成正梯形煤柱; 由于区段煤柱
近距离煤层回采巷道优化布置研究
位于 9 O 3 5工作 面停采 线前方 的三 条垂 直应力 分布 曲线 ( =一 2 、 =一 8 、 Y 30 Y 2 5 Y=10 的最低值 区 , 5) 这是 由于 9 0 3 7工作 面开采 后会 在煤 体 中存 在 工作 面侧 向 支承压力 , 而在 9 . 5 [ 3. 作面停采线前方 9 一 5_ O 3. 丁作 O 面 fJ 槽 的开掘释放 r部 分垂 直应力 , - ̄ . l 使得在 此 区域
图 I 确定底板巷 道距 离煤柱水平距 离的计算 简 图
J s ≥;
s
图 2 典 型 的 垂 直应 力分 布 曲线 整 合 图
式 中: 一煤层倾角 ; 一 0 卢的余 角 ; = 0 一 0 9 。 卢; 口一煤柱影响角 , 其值变化在 2 。 5 。 间 , 常 5 ~ 5之 通 支承压 力越大和煤柱尺寸越小 , 角越大 。
2 2 第4 0年 期 1
堪晨 斜技
l 2 5
近 距 离煤 层 回采巷 道优 化 布 置研 究
聂 军, 岳 宁 , 思德 金
231 7 55) ( 矿 集 团南 屯煤 矿 , 东 邹城 兖 山
摘
要
采 空区下底板巷道布置 的方 法如果 只考虑在 常规 情况 下的应力分布特 点而忽略了采场应力场是 多维场的特点 , 就无法全面的考虑整
分别取 9 上0 3 5工作 面中部 ( Y=~ 0 )9 上0 50 、3 5工
收 稿 日期 :0 2—0 0 21 7— 9 作 者 简 介 : 军 ( 9 2一) 男 , 国 矿 业 大 学 ( 矿 工 程 ) 业 , 聂 16 , 中 采 毕 现
极近距离下煤层回采巷道合理位置确定
图1 0 4 4盘 区工作 面巷道布置 方式
碍 一: a L Ca … : … —- L )f — 1 , f— 7
1 回 采 巷 道 位 置 确 定
1 1 下煤层 回采巷 道布 置方 式 . ( )重叠式布置。下煤层与上煤层 回采巷 道在平 1 面上重叠布置 , 上下煤层工作面等长 , 这样可 以使上下 煤层之 间区段煤 柱一致 , 损较少 、 出率 较高 , 给 煤 采 但 下煤层 回采巷道施工带来 困难 , 巷道维护工作量大。 ( )内错式布置。下煤层 回采巷道 布置在上层工 2 作 面内侧 , 区段 之 间形成 正梯形 煤柱 ;由于 区段煤 柱
不 同开采地质条件下的巷道支 护经验 。尤其 是解决 了 海域开采地质条件下围岩大变形的巷道 支护问题和在
软 岩下部近距离厚煤层开采的条件下裂 隙带 内巷道支 护的问题 , 满足 了矿 区安全生产的需 要。
4
东堪茬 科技
从 图 2中可 以看 出应力 传递 的大小 随远 离煤 柱
作 面巷道 布置如 图 4所 示 。
¥收稿 日期 :0 2—0 0 21 5— 2 作 者 简 介 : 江 成 ( 9 2一) 男 , 西 朔 州 人 ,9 4年 大 同煤 校 毕 张 17 , 山 19
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宽度加大 , 下煤层工作 面长度也随之缩短 , 但是下 煤层 回采巷道在残 留区段煤柱边缘形成 的应力 降低 区下掘 进, 可提高巷道掘进速度、 保证工作 面的正常接替 。 ( )外错 式布置。下煤层 回采巷道布 置在上煤层 3 工作面 的外侧 , 区段煤 柱形成倒梯形 , 煤柱 宽度减小 , 下层工作面长度加 大 , 可提高煤炭 的采 出率 ; 但下煤层 回采巷道位于上煤 层 区段 煤柱应 力增高 区下 , 道掘 巷
近距离煤层采空区下回采巷道合理位置确定
近距离煤层采空区下回采巷道合理位置确定
刘伟
【期刊名称】《江西煤炭科技》
【年(卷),期】2017(000)002
【摘要】以中兴煤矿2#下煤层回采巷道位置的确定为背景,通过理论计算,确定2#煤层3211工作面开采引起的超前支承压力对底板破坏深度最大为15.71 m,2#下煤层回采巷道采用内错式布置,内错距为15 m.试验检测结果表明,2#下煤层回采巷道布置合理,巷道变形量较小,完全满足巷道稳定控制的需要.
【总页数】4页(P105-107,110)
【作者】刘伟
【作者单位】山西汾西中兴煤业有限责任公司,山西交城030500
【正文语种】中文
【中图分类】TQ822+.2
【相关文献】
1.极近距离煤层回采巷道合理位置确定与支护技术 [J], 朱润生
2.极近距离下煤层回采巷道合理位置确定 [J], 张江成
3.近距离煤层采空区下动压回采巷道合理布置研究 [J], 李世勇
4.冲击地压矿井近距离煤层采空区下回采巷道合理错距研究 [J], 丁国利;于辉华;苏士杰;石超弘;刘晨阳
5.采空区下近距离煤层回采巷道合理位置选择 [J], 王恩博
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近距离煤层群开采回采巷道合理布置位置理论分析
针对多次采动影响下近距离煤层群开采回采巷道围岩控制的问题,通过理论分析近距离煤层群开采条件下下部煤层回采巷道应布置于上部开采煤层实体煤侧下方的原岩应力区或采空区侧下方的卸压区中。
上部煤体开采后,在回采空间周围煤体上产生集中应力,该应力向底板深部传递,使底板岩层在一定范围内重新分布应力,在上部22201工作面采空区侧距22201工作面煤壁11.7m处为应力集中区和卸压区边界,下部煤层开掘回采巷道应在大于11.7m处的回采巷道处于卸压区。
标签:采动影响;近距离;煤层群;巷道布置;理论分析
0 引言
对于煤层群开采,随着煤层间距离减小,上下煤层间开采的相互影响会逐渐增大,特别是当煤层间距很近时,下部煤层开采前顶板的完整程度已受上部煤层开采损伤影响,其上又为上部煤层开采垮落的矸石,且上部煤层开采后残留的区段煤柱及一侧采空的煤体在底板形成的集中应力,导致下部煤层开采区域的顶板结构和应力环境发生变化。
从而使下部煤层开采与单一煤层开采相比出现了许多新的矿山压力现象。
而回采巷道的矿山压力显现尤其明显,由于应力传递规律特殊,矿压显现的时空关系复杂,造成巷道围岩变形量大,支护困难,特别是当回采巷道布置与各煤层开采的时空关系不合理时,这种现象尤其严重。
因此,研究近距离煤层群下部煤层回采巷道布置及围岩控制技术,对于近距离煤层群的安全高效开采具有重要意义。
1 工程概况
某煤矿井田走向长22km,倾斜宽4.5~8km,面积约135km2。
全井田地质储量2252.28Mt,工业储量2013.72Mt,可采储量1275.74Mt。
设计生产能力3.0Mt/a,后经过技术改造生产能力提升为5.0Mt/a。
矿井以两个水平开拓全井田,一水平开拓山西组2、3、4、5号煤,水平标高+400m,二水平开拓太原组6、8、9、10号煤。
矿井目前生产水平为+400m水平。
矿井北翼2、3+4、5号煤层属于近距离煤层群,24208工作面为北二采区第八个沿煤层倾向布置的长壁式回采工作面。
其东面至北轨大巷;西面为开拓区;南面为正在回采的24207工作面;上方为2号煤层开采区,22201工作面为首采工作面。
2 近距离回采巷道合理位置理论分析
2.1 下煤层回采巷道布置原则
煤层开采后,在回采空间周围的煤体上造成应力集中,理论分析可知该应力向底板深部传播引起底板岩层应力重新分布,在底板岩层水平方向形成原岩应力区、应力集中区、卸压区和应力恢复区,在煤层开采边缘附近由于剪切滑移破坏
致使底板岩层在垂直方向一定范围内应力降低,形成剪切滑移破碎区域,应力集中区域和破碎区域中布置的巷道均不利于巷道围岩的稳定。
因此,近距离煤层下行开采中,下部煤层合理的回采巷道位置主要取决于巷道与开采空间的相对位置关系,即下部煤层回采巷道距上部采动煤层的合理垂直距离及相应的距煤层开采边界的水平距离。
在近距离煤层下行开采中,为了保证下部煤层回采巷道围岩的稳定,巷道应避开上部煤层开采在底板岩层引起的应力集中区域和破碎区,将巷道布置于上部煤层开采稳定后的原岩应力区或卸压区中,以使巷道处于比较好的维护环境下。
2.2 下煤层回采巷道合理位置分析
以某煤矿为例分析近距离煤层群下部煤层回采巷道合理位置,根据下部煤层回采巷道布置原则,下部煤层回采巷道应布置于上部开采煤层实体煤侧下方的原岩应力区或采空区侧下方的卸压区中。
上部煤体开采后,在回采空间周围煤体上产生集中应力,该应力向底板深部传递,使底板岩层在一定范围内重新分布应力。
底板岩层内集中应力分布成扩展状态,数值等于自重应力值的等值线与煤体边缘垂线的夹角称为影响角θ,θ一般为30o~40o,为了安全起见,将θ设置为40o,则3+4号煤层应力集中区和卸压区边界如图1所示。
根据该煤矿的实际情况,3+4号煤层与22201工作面垂直间距z=14m,则:
考虑到安全因素取两种计算方法的较大值作为应力集中区与卸压区的边界,即在22201工作面采空区侧距22201工作面煤壁11.7m处为应力集中区和卸压区边界,开掘在大于11.7m处的回采巷道处于卸压区。
3 现场工程应用
该煤矿新24208胶带巷位置的确定要综合考虑上部22201回采工作面采动引起底板岩层应力环境的变化和本煤层24208工作面开采引起的侧向支承压力对24208回风巷(原胶带巷)的影响。
在上部22201工作面動压的影响下,24208回风巷(原胶带巷)原锚杆支护没能形成有效的承载结构以控制围岩的稳定性,致使巷道围岩经采动后变得十分破碎,已不宜再次承受24208回采工作面剧烈的动压影响,另考虑到工作面长度因素,只能将新24208胶带巷布置于22201工作面实体煤侧下方3+4号煤层中的原岩应力区域中,从而减小24208回风巷(原胶带巷)再次承受剧烈的采动影响。
综上分析,24208回风巷(原胶带巷)和新24208胶带巷之间区段煤柱的宽度应大于24208工作面侧向支承压力范围和巷道应力影响范围之和,以避免应力彼此叠加,保证巷道围岩稳定性。
因此,区段煤柱的宽度应大于44.5m,取为45m,新24208胶带巷上下空间层位关系如图2所示。
在该位置新24208胶带巷距22201工作面开采边缘的水平距离为62m,处于22201工作面开采后在底板岩层形成的原岩应力区域,符合巷道布置要求。
参考文献
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[3]林崇德,陆士良,史元伟.煤巷软弱顶板锚杆支护作用的研究[J].煤炭学报,2000,25(5):482-485.
[4]唐永志,葛沐曦,黄开忠.近距离煤层联合开采技术与实践[J].煤矿开采,2002(z2):6-8,11.。