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不同倾角煤层区段煤柱围岩变形数值模拟研究 被引量:4
1
作者 刘聚友 张伏龙 +1 位作者 樊自辉 张波 《山西煤炭》 2013年第12期28-30,38,共4页
以平煤集团十三矿为地质背景,利用数值模拟手段,研究不同倾角煤层区段煤柱围岩变形特征。研究表明:随着煤层倾角的增大,区段煤柱应力峰值距煤壁的距离、塑性区宽度、围岩变形量均减小;倾斜煤层煤柱两侧变形呈不对称分布,煤柱下帮围岩变... 以平煤集团十三矿为地质背景,利用数值模拟手段,研究不同倾角煤层区段煤柱围岩变形特征。研究表明:随着煤层倾角的增大,区段煤柱应力峰值距煤壁的距离、塑性区宽度、围岩变形量均减小;倾斜煤层煤柱两侧变形呈不对称分布,煤柱下帮围岩变形量大于煤柱上帮;并且煤层倾角越大,煤柱变形不对称性越明显。 展开更多
关键词 不同倾角 区段煤柱 数值模拟 围岩变形
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近距离煤层采空区及煤柱下巷道分区支护研究 被引量:11
2
作者 张晓亮 宋选民 刘成 《中国煤炭》 2019年第12期100-106,共7页
针对下层煤工作面回采巷道垂直上覆区段煤柱的情况,通过数值模拟结合Tecplot软件分析不同宽度区段煤柱下巷道顶板的应力分布规律,对煤柱下方应力集中影响范围按应力集中程度进行了分区分析,将下层煤工作面回采巷道分为应力降低区、应力... 针对下层煤工作面回采巷道垂直上覆区段煤柱的情况,通过数值模拟结合Tecplot软件分析不同宽度区段煤柱下巷道顶板的应力分布规律,对煤柱下方应力集中影响范围按应力集中程度进行了分区分析,将下层煤工作面回采巷道分为应力降低区、应力增高区、应力集中区3个应力区;结合回采巷道受采动影响后巷帮应力集中明显的情况,对不同应力分区的巷帮采取增加锚杆密度或锚索等方式进行加强支护,取得了较好的围岩控制效果。 展开更多
关键词 近距离煤层 区段煤柱 应力分布 巷道支护
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浅埋大采高工作面区段煤柱下合理留设宽度模拟研究 被引量:7
3
作者 赵则龙 张磊 《华北科技学院学报》 2014年第11期46-51,共6页
本文利用 FLAC3D数值模拟软件通过建立模型对不同宽度煤柱下巷道围岩垂直应力、变形及破坏规律进行了研究分析。研究认为:随着煤柱宽度的增大,煤柱应力集中范围越来越小,应力集中系数越来越小,逐渐呈现均匀承载现象,同时巷道围岩... 本文利用 FLAC3D数值模拟软件通过建立模型对不同宽度煤柱下巷道围岩垂直应力、变形及破坏规律进行了研究分析。研究认为:随着煤柱宽度的增大,煤柱应力集中范围越来越小,应力集中系数越来越小,逐渐呈现均匀承载现象,同时巷道围岩位移量、煤柱塑性区、巷道围岩塑性区范围也逐渐减小。随着煤柱宽度的增大,煤柱弹性区域范围越大,煤柱越稳定,回采巷道越安全,考虑到煤柱过宽会造成资源的浪费,最终确定合理的区段煤柱尺寸在14~16 m 之间。 展开更多
关键词 浅埋深 大采高 区段煤柱 合理留设宽度 数值模型
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区段煤柱下回采巷道围岩变形特征与控制技术 被引量:6
4
作者 孟杰 《江西煤炭科技》 2021年第3期29-31,共3页
为解决区段煤柱下回采巷道维护困难问题,采用理论分析和现场试验的方法,分析了区段煤柱下巷道围岩稳定性,包括工作面进煤柱、过煤柱、出煤柱覆岩结构失稳及其对回采巷道矿压影响分析,基于此,采用锚网索+单体综合支护技术控制区段煤柱下... 为解决区段煤柱下回采巷道维护困难问题,采用理论分析和现场试验的方法,分析了区段煤柱下巷道围岩稳定性,包括工作面进煤柱、过煤柱、出煤柱覆岩结构失稳及其对回采巷道矿压影响分析,基于此,采用锚网索+单体综合支护技术控制区段煤柱下回采巷道围岩,现场监测了区段煤柱及周围采空区下巷道变形和离层情况。结果表明,区段煤柱下回采巷道变形和离层是采空区下的1倍以上,但整体看,巷道围岩变形均较小,证明了控制技术和参数的合理性和优越性。 展开更多
关键词 区段煤柱 近距离煤层 回采巷道 围岩控制
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综放工作面超前定向预裂切顶卸压技术研究 被引量:6
5
作者 张亮 《煤》 2019年第9期9-11,共3页
针对动压巷道变形严重的问题,提出综采工作面定向预裂切顶卸压技术,通过切断顶板,将应力往工作面深部转移,降低区段煤柱的应力集中,控制回采巷道的大变形;其关键技术参数包括切顶高度、切顶角度、炮孔间距、装药量等。通过在漳村煤矿260... 针对动压巷道变形严重的问题,提出综采工作面定向预裂切顶卸压技术,通过切断顶板,将应力往工作面深部转移,降低区段煤柱的应力集中,控制回采巷道的大变形;其关键技术参数包括切顶高度、切顶角度、炮孔间距、装药量等。通过在漳村煤矿2601风巷实施定向预裂切顶,对2603运巷的巷道变形有很好的控制作用,变形量控制在了200~300mm,应用效果良好。 展开更多
关键词 定向预裂 切顶卸压 区段煤柱 顶板控制
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综放面区段小煤柱合理尺寸确定研究 被引量:5
6
作者 李忠群 《中州煤炭》 2016年第10期72-77,共6页
为了解决五阳煤矿综放面区段煤柱宽度过大问题,基于7803综放面工程地质条件,运用极限强度理论和弹塑性理论计算出了煤柱合理宽度分别为7.9,7.6 m;采用FLAC3D软件模拟分析了7803综放面侧向支承压力,并确定其峰值在距离巷道16 m处,分析了... 为了解决五阳煤矿综放面区段煤柱宽度过大问题,基于7803综放面工程地质条件,运用极限强度理论和弹塑性理论计算出了煤柱合理宽度分别为7.9,7.6 m;采用FLAC3D软件模拟分析了7803综放面侧向支承压力,并确定其峰值在距离巷道16 m处,分析了不同煤柱宽度塑性区分布规律。综合考虑巷道支护难度、安全系数、资源采出率等客观因素,确定7803综放面合理煤柱宽度为8~10 m。 展开更多
关键词 区段煤柱 合理宽度 支承压力 理论计算 数值模拟
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轴心受压型钢构件计算的简化 被引量:2
7
作者 熊义泳 赵江倩 《南昌水专学报》 2002年第1期34-37,共4页
按轴心受压型钢柱弱轴稳定性要求,绘制各计算参数之间的函数关系图,利用图线初选型钢型号,一般不需多次试算,便可得到满意结果,可供工程设计、教研、科研人员参考.
关键词 轴心受压 型钢柱 截面设计 计算
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蓄水采空区区段煤柱采动水浸弱化机制与失稳特征 被引量:4
8
作者 刘世奇 张村 +3 位作者 曾一凡 王磊 兰世勇 孙伟 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1084-1094,共11页
利用煤矿采空区作为临时水仓能够缓解富水顶板工作面开采排水压力,加快采掘衔接;但采空区残留煤柱在采动水浸影响下的失稳特征将影响工作面的安全回采。基于此,采用现场实测结合流固耦合数值模拟方法分析区段煤柱的采动水浸弱化机制与... 利用煤矿采空区作为临时水仓能够缓解富水顶板工作面开采排水压力,加快采掘衔接;但采空区残留煤柱在采动水浸影响下的失稳特征将影响工作面的安全回采。基于此,采用现场实测结合流固耦合数值模拟方法分析区段煤柱的采动水浸弱化机制与失稳特征。瞬变电磁法结合钻孔应力计与巷道表面位移监测结果表明:首采工作面(P122106)回采过程中,区段煤柱应力呈马鞍形分布,能够对巷道顶板形成有效支撑;但在邻近工作面(P122108)采动与采空区水浸耦合作用下,P122108巷道变形量大幅度增加,区段煤柱出现失稳。在此基础上,采用自行开发的流固耦合数值模拟结合损伤度量化指标分析获得煤柱采动水浸的渐进损伤特征,研究不同采空区水位对煤柱稳定性的影响。水浸弱化的存在使得宽度为35m的煤柱不足以隔离采空区蓄水池,存在工作面突水危险。在首采工作面开采过程中,煤柱损伤度为53.4%;而在采空区蓄水及邻近工作面采动影响下煤柱观测区域煤柱损伤度达到84.1%,超过了煤柱失稳临界损伤度65.7%。在采空区水位降至2m和4m时,煤柱损伤度虽然出现降低,分别为70.5%和76.8%,但仍然超过了极限损伤度。综合考虑现场实际条件和数值模拟结果,提出疏放P122106采空区蓄水池内的水并辅以加强支护的方式来减小巷道围岩的破坏和变形的解决措施。在研究矿井采用上述手段后,煤柱帮和顶板变形量均降低了39.6%和30.8%,确保了工作面安全生产。 展开更多
关键词 区段煤柱 水浸软化 采动作用 采空区蓄水 流固耦合
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浅埋软岩大采高煤层区段煤柱尺寸优化研究 被引量:3
9
作者 王昌祥 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2016年第3期39-41,共3页
针对某煤矿区段煤柱尺寸优化问题,通过理论计算法确定了合理区段煤柱留设尺寸范围。提出留设煤柱的原则不是追求最小变形,而是允许适当变形,最终实现安全经济的和谐统一原则。遵循此原则,通过数值模拟,最终确定了煤柱尺寸为20 m。
关键词 区段煤柱 尺寸优化 理论计算法 数值模拟
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“四含”及基岩风化带注浆改造试验研究 被引量:1
10
作者 汪伟民 杨本水 +2 位作者 宣以琼 杜文正 周晓敏 《四川轻化工大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第5期85-91,共7页
为解决上覆含水层下煤柱回采的难题,以五沟煤矿一采区1010区段为工程背景,采用不同配比的粉煤灰、水泥材料进行实验,结合注浆方案对该区段进行“四含”及基岩风化带注浆改造工程实践。研究结果表明:粉煤灰掺量为20%时,浆液结石率最高;... 为解决上覆含水层下煤柱回采的难题,以五沟煤矿一采区1010区段为工程背景,采用不同配比的粉煤灰、水泥材料进行实验,结合注浆方案对该区段进行“四含”及基岩风化带注浆改造工程实践。研究结果表明:粉煤灰掺量为20%时,浆液结石率最高;钻孔注浆前后,基岩风化带强度增强约2~5倍。将“四含”注浆改造为有效隔水层,保证了上覆含水层下煤柱回采安全进行。研究结果为松散含水层下近煤层安全开采提供了指导和借鉴。 展开更多
关键词 区段煤柱 注浆加固 粉煤灰 可注性 含水层改性
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特殊条件对区段煤柱合理尺寸留设的影响分析 被引量:1
11
作者 王瑞卿 《山西焦煤科技》 2013年第11期38-41,共4页
通过对贺西矿3#煤综采工作面特殊条件的研究,分析了其对区段煤柱合理尺寸留设的影响。指出区段煤柱尺寸不是越大越好,在同时满足支撑作用、护巷作用和隔离作用的条件下,其宽度有一定的限度,并通过理论计算对影响因素进行了综合优化分析。
关键词 特殊条件 区段煤柱 合理尺寸 影响分析
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辛安煤矿4^(#)煤层下部采空区区段煤柱对其开采影响分析
12
作者 韩伟 《当代化工研究》 2022年第9期102-104,共3页
很多矿井面临多煤层采空区上开采问题,采空区留设的区段煤柱容易产生应力集中,其稳定性对上覆煤层开采有重要的影响。本文基于辛安煤矿4^(#)煤层的开采条件,采用理论计算与分析、数值模拟的研究方法,对下部煤层采空区留设的区段煤柱对... 很多矿井面临多煤层采空区上开采问题,采空区留设的区段煤柱容易产生应力集中,其稳定性对上覆煤层开采有重要的影响。本文基于辛安煤矿4^(#)煤层的开采条件,采用理论计算与分析、数值模拟的研究方法,对下部煤层采空区留设的区段煤柱对其开采影响进行了分析。 展开更多
关键词 采空区 上行开采 区段煤柱 裂隙带
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块段式开采区段煤柱突变失稳机理研究 被引量:35
13
作者 曹胜根 曹洋 姜海军 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2014年第6期907-913,共7页
长壁开采后遗留了大量的不规则块段,回收这部分煤炭资源主要是通过以连续采煤机为主的短壁块段式开采。区段保护煤柱的稳定与否是不规则块段安全开采的关键。根据同煤集团某矿2-2上煤层的地质条件,运用突变理论分析了煤柱失稳机理,推导... 长壁开采后遗留了大量的不规则块段,回收这部分煤炭资源主要是通过以连续采煤机为主的短壁块段式开采。区段保护煤柱的稳定与否是不规则块段安全开采的关键。根据同煤集团某矿2-2上煤层的地质条件,运用突变理论分析了煤柱失稳机理,推导出区段煤柱发生突变失稳的必要条件为煤柱屈服区宽度大于煤柱总宽度的86%,数值模拟计算结果验证了该结论,并直观地模拟了煤柱与采场变形破坏的动态演化过程。通过在该矿区段煤柱的应用实施,煤柱不发生突变失稳的理论计算结果为其塑性区宽度不得大于12.9 m,现场钻孔窥视实测结果验证了该结论。 展开更多
关键词 块段式开采 区段煤柱 突变理论 煤柱稳定性 数值模拟
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基于锚杆轴力实测的综采工作面区段煤柱稳定性分析 被引量:19
14
作者 张后全 石浩 +3 位作者 李明 吴宇 陈彦龙 张桂民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期429-435,共7页
为了保障采掘工作的正常接续,实现矿井的高产高效,我国西部矿区综采工作面的区段平巷大多采用双巷掘进方式,巷间区段煤柱先后经历掘进,一次回采及二次回采的扰动影响,矿压显现剧烈。采用锚杆无损检测技术对区段煤柱采动影响区域进行了... 为了保障采掘工作的正常接续,实现矿井的高产高效,我国西部矿区综采工作面的区段平巷大多采用双巷掘进方式,巷间区段煤柱先后经历掘进,一次回采及二次回采的扰动影响,矿压显现剧烈。采用锚杆无损检测技术对区段煤柱采动影响区域进行了锚杆轴力实测,进而对区段煤柱锚杆支护体的实时支护状态及其稳定性进行评价,并对区段煤柱超前加固支护设计提出合理建议。研究结果表明,在工作面两端区段平巷里,随测试锚杆距工作面距离增大,锚杆轴力呈先增加至峰值后逐渐减小,直至趋于稳定的总体变化规律;锚杆轴力峰值位置正好对应着区段平巷围岩大量破坏与未破坏的交界区域;通过锚杆轴力变化可以较好地反映工作面前后方的采动影响剧烈范围,为工作面区段平巷超前支护范围及其预防加固措施提供参考依据。 展开更多
关键词 锚杆轴力 无损检测 双巷掘进 区段煤柱 稳定性
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下沟煤矿综放工作面煤体支承压力分布规律研究 被引量:11
15
作者 韩海潮 解兴智 +1 位作者 富强 汪占领 《煤矿开采》 2004年第1期29-31,33,共4页
以下沟煤矿ZF180 4综放工作面现场实测为基础 ,结合理论计算 ,得出采动影响条件下工作面超前支承压力范围 ,为两顺槽的端头支护提供了可靠的理论依据 ;同时通过实测与模型计算相结合 ,验算了区段煤柱留设尺寸的合理性 ,并在此基础上探... 以下沟煤矿ZF180 4综放工作面现场实测为基础 ,结合理论计算 ,得出采动影响条件下工作面超前支承压力范围 ,为两顺槽的端头支护提供了可靠的理论依据 ;同时通过实测与模型计算相结合 ,验算了区段煤柱留设尺寸的合理性 ,并在此基础上探讨了沿空掘巷无煤柱开采的可行性。 展开更多
关键词 下沟煤矿 综放工作面 支承压力 煤柱 留设尺寸 沿空掘巷
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浅埋综采工作面区段煤柱宽度优化 被引量:6
16
作者 任建喜 林海 +1 位作者 易归 张琨 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第14期5562-5568,共7页
以龙华煤矿3^(-1)煤30203工作面为工程背景,采用现场实测,理论分析和数值模拟的方法进行了区段煤柱宽度优化研究。建立了三维有限差分模型,分析了不同煤柱宽度时煤柱的弹性区宽度,煤柱支承应力分布规律以及顺槽围岩变形特征。完成了煤... 以龙华煤矿3^(-1)煤30203工作面为工程背景,采用现场实测,理论分析和数值模拟的方法进行了区段煤柱宽度优化研究。建立了三维有限差分模型,分析了不同煤柱宽度时煤柱的弹性区宽度,煤柱支承应力分布规律以及顺槽围岩变形特征。完成了煤柱松动区数字钻孔成像和煤柱受力特性现场实测方案设计并开展了实测分析,得出了顺槽煤柱松动区范围和塑性区宽度。实测结果表明20 m的区段煤柱宽度有优化的空间。综合分析数值模拟和理论分析的结果,建议龙华煤矿3^(-1)煤综采工作面区段煤柱合理宽度为15 m。最后进行现场工业性试验验证了理论分析和数值模拟的合理性。该研究结果可以提高煤层回采率,增加经济效益,可为类似开采条件下区段煤柱的留设提供参考。 展开更多
关键词 浅埋煤层 区段煤柱宽度 支承应力 塑性区 有限差分法
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厚煤层区段煤柱合理留设宽度及支护参数优化研究 被引量:2
17
作者 王莹 《建井技术》 2024年第1期84-88,71,共6页
采动影响下厚煤层区段煤柱的合理留设是煤炭高效安全回采的重要因素。针对该问题依托中能煤矿3号煤2309工作面回风巷区段煤柱留设进行研究。根据围岩极限平衡理论计算出煤柱合理宽度为8m,结合Flac3D数值计算分析不同宽度煤柱垂直应力及... 采动影响下厚煤层区段煤柱的合理留设是煤炭高效安全回采的重要因素。针对该问题依托中能煤矿3号煤2309工作面回风巷区段煤柱留设进行研究。根据围岩极限平衡理论计算出煤柱合理宽度为8m,结合Flac3D数值计算分析不同宽度煤柱垂直应力及塑性区,验证煤柱留设宽度不应小于8m;针对留设煤柱巷道应用差异化支护方法,对煤柱侧采用帮部3道锚索补强的方法进行围岩加固;针对浸泡煤柱、漏风、有害气体涌入等隐患采取煤柱局部注浆和表面喷浆的方式控制。结合矿压监测反馈表明煤柱留设宽度合理,支护效果良好,为类似厚煤层区段煤柱留设提供技术参考。 展开更多
关键词 煤炭开采 区段煤柱 合理宽度 煤柱支护 现场监测
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浅埋近距离煤层工作面过三角形斜交煤柱开采应力演化规律研究 被引量:1
18
作者 王庆雄 黄庆享 +4 位作者 范东林 贺雁鹏 陈苏社 王伦言 黄涛 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期285-294,共10页
针对浅埋近距离煤层工作面过上覆三角形遗留煤柱开采,存在顶板局部来压强烈和区段煤柱应力集中导致的巷道大变形等问题,以寸草塔二矿31109工作面为研究背景,采用现场实测、数值计算和理论分析相结合的方法,研究过三角形煤柱两次采动叠... 针对浅埋近距离煤层工作面过上覆三角形遗留煤柱开采,存在顶板局部来压强烈和区段煤柱应力集中导致的巷道大变形等问题,以寸草塔二矿31109工作面为研究背景,采用现场实测、数值计算和理论分析相结合的方法,研究过三角形煤柱两次采动叠加应力的大小和范围的演化规律,揭示两次采动区段煤柱压力变化规律和相邻巷道破坏机理,明确巷道加强支护的范围和重点支护范围与时机。研究结果表明:上覆三角形斜交煤柱对其下方工作面煤层形成应力集中,最大应力位置位于斜交区段煤柱之下;当下煤层31206工作面开采后,31109区段煤柱应力上升为最大应力,应力峰值区位于与上覆斜交区段煤柱叠合区附近,峰值区宽度为240 m,对应该区域巷道变形破坏较明显。31109工作面开采过程中,在工作面煤壁与上覆斜交煤柱叠加区和工作面区段煤柱与上覆斜交煤柱叠加区存在应力峰值区,形成应力双峰;随着工作面推进,双峰应力不断升高,且煤壁应力峰值区逐步向区段煤柱方向移动,当工作面推进到区段煤柱叠加区时,双峰合并为更高的单峰应力;在工作面出斜交煤柱时区段煤柱应力达到最大,出煤柱叠加区后应力迅速减小;总体上,31109工作面开采后区段煤柱应力峰值区最大应力高56%,峰值区范围扩大50%。区段煤柱应力升高的机理是随着工作面的推进,上覆三角形斜交煤柱尺寸不断减小,应力集中程度不断提高;当工作面推进到三角形煤柱端区时,斜交煤柱应力、工作面超前支承压力、区段煤柱应力相互叠合,形成区段煤柱应力峰值区,在工作面出煤柱时(三角形煤柱尖端)形成应力核区,引起该区段煤柱变形和巷道破坏。据此,提出在31109工作面开采前,对应力峰值区和核区巷道进行锚索和注浆补强支护,现场工业性试验取得良好效果,保障了31109工作面过三角形斜交煤柱区安全回采� 展开更多
关键词 三角形斜交煤柱 浅埋煤层 斜交煤柱叠加区 区段煤柱应力分布 应力峰值区
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多重应力下小煤柱巷道矿压分析及治理研究 被引量:4
19
作者 何少帅 《山西煤炭》 2022年第4期10-15,共6页
为解决上覆区段煤柱应力、同层采空区侧向应力和工作面回采动压多重应力下的厚煤层小煤柱巷道矿压治理问题,以中煤塔山煤矿3-5#煤层30515综放工作面为工程背景,运用数值模拟和现场综合监测方法,揭示了小煤柱巷道应力分布规律,以及受采... 为解决上覆区段煤柱应力、同层采空区侧向应力和工作面回采动压多重应力下的厚煤层小煤柱巷道矿压治理问题,以中煤塔山煤矿3-5#煤层30515综放工作面为工程背景,运用数值模拟和现场综合监测方法,揭示了小煤柱巷道应力分布规律,以及受采动应力影响下的巷道围岩破坏特征;基于此确定了“煤炮”预警机制、大直径钻孔卸压、锚索支护参数优化和“堆柱”支护等综合矿压治理措施。现场实践表明,通过采取积极的矿压治理措施,巷道帮部围岩变形量控制在0.7 m以内,顶部围岩变形量控制在0.28 m以内,有效地保证了小煤柱巷道掘进和回采期间巷道的稳定性,实现了工作面安全生产,最大限度地提高了采区回采率,提高了经济效益。 展开更多
关键词 特厚煤层 区段煤柱 双重应力 矿压治理
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峁底煤矿10104工作面区段煤柱合理尺寸研究 被引量:4
20
作者 赵志龙 《山西煤炭》 2020年第3期19-24,共6页
以峁底煤矿10104工作面为研究背景,通过建立力学模型对区段煤柱的宽度进行理论计算,并使用FLAC3D数值模拟软件,对不同宽度的区段煤柱进行数值模拟验算,分析不同宽度煤柱的塑性区破坏情况,对不同宽度煤柱的稳定性进行评估,得到合理的区... 以峁底煤矿10104工作面为研究背景,通过建立力学模型对区段煤柱的宽度进行理论计算,并使用FLAC3D数值模拟软件,对不同宽度的区段煤柱进行数值模拟验算,分析不同宽度煤柱的塑性区破坏情况,对不同宽度煤柱的稳定性进行评估,得到合理的区段煤柱尺寸。结果表明,10104工作面合理的煤柱宽度尺寸为30m;巷道顶底板最大移近量为190mm,两帮最大移近量为230mm。现场监测结果表明区段煤柱的宽度设计是合理正确的。 展开更多
关键词 理论计算 数值模拟 区段煤柱 合理尺寸
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