麻家梁矿大埋深特厚煤层在相邻采动压条件下矿压分布规律及确定合理煤柱宽度的研究

来源 :中国煤炭学会开采专业委员会2016年学术年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guokaiyan
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为了分析工作面的采动应力特别是随着工作面不断回采的的应力变化分布规律,借助FLAC3D进行数值模拟,与此同时分别在14103与14104巷道安装在线监测采动应力设备,现场测量了14103工作面回采对14104辅助运输顺槽煤柱侧及工作面侧的压力分布影响,以及两工作面之间煤柱受两工作面回采的影响.由此得出了大埋深特厚煤层在相邻采动压条件下矿压分布规律及确定合理煤柱宽度.
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长期以来,塔山煤矿区段间一直采用留设宽煤柱护巷,煤柱宽度38m-45m,工作面采高3.8m,放顶煤高度11.2m,回采期间两巷出现较严重的冲击矿压现象,影响安全生产,且煤炭损失严重.为此,试验研究沿空掘巷.运用数值模拟分析,得出综放沿空掘巷小煤柱合理宽度为6m.现场试验表明,巷道围岩变形得到了有效控制,满足了工作面正常生产要求.
针对大采高综放强采动影响下特厚煤顶大断面煤巷出现剧烈变形的控制难题,综合现场调研、数值模拟、井下试验及现场实测方法,详细研究了特厚煤层强采动巷道变形特征,提出顶板全锚索控制系统,分析了新支护系统的组成结构、控制原理、锚索预应力分布与演化机理、支护效果,得出:(1)特厚煤层强采动巷道大变形原因可概括为"三大一快"开采特征、强采动应力影响作用、顶煤与夹矸层物理力学性质差异大以及顶板支护强度不足,而其变
普通锚索由于其延伸率较低容易提前过度受载而破坏,造成巷道围岩破坏或垮冒.新型的让压锚索与围岩介质在强度、变形及刚度上的耦合性,使其不仅能提供与普通锚索同样的支护强度,还可以随围岩变形提供一定的变形量而适度让压,通过强化支护和适度让压,充分发挥锚网-围岩整体力学效应.让压装置的变形强度为锚索强度的屈服极限,因此当锚索承载力达到或接近其屈服极限时让压装置先屈服劲缩,产生一定的位移量,释放部分高应力,从
深部巷道围岩控制是巷道支护的热点和难点问题之一.针对深部巷道变形破坏特征,提出了由浅、深部注浆与锚杆(索)共同构成支护壳体的"双壳"支护理论.通过调研华北地区深部巷道支护现状,结合工程岩体分级标准,基于"双壳"支护理论,以围岩等级和巷道埋深为指标,编制了深部巷道"双壳"支护方案参照表,确定了"双壳"支护参数,为深部巷道各级围岩控制提供针对性方案.根据显德汪矿水泵房具体工程地质条件,确定了其围岩等级
针对高应力、软岩、动压、裂隙节理破碎岩体及其复合型困难条件巷道围岩非连续、非协调大变形控制难题,提出了复杂困难条件巷道高强全锚注一体化控制理念,通过采用高强中空注浆锚杆、中空注浆锚索及高强护表构件全锚注支护,实现了锚杆索锚注一体化、全长锚固及围岩自承能力提质增强,最终形成巷道围岩"协同强力护表、叠加内拱、深外拱"多层次、梯次强化支承结构;试验表明:高强全锚注支护系统刚度提高5.8倍,抗剪强度提高0
针对大同煤田侏罗纪厚煤层特殊地质条件,大采高工作面邻空巷道在掘进准备期间和生产时存在顶板压力大、动压显现频繁、邻空巷道压力大难以维护的问题,现场运用电磁辐射等监测技术对工作面顶板煤岩层破坏情况进行了监测分析,为厚煤层大采高工作面邻空巷道的矿压控制提供了科学依据.
采用实测方法得到了黄玉川矿综采面区段煤柱支承压力沿走向与倾向的分布规律,并进行了工程应用,确定了工作面合理超前支护范围与区段煤柱宽度.结果表明:较浅埋深中硬厚煤层综采面区段煤柱走向支承压力大小呈单调递增趋势,并可分为原岩区、感应区、影响区、剧烈区、增强区共5个区域,各区域支承压力应力集中系数、应力增速、煤柱破坏程度等各有不同的特点.区段煤柱侧向支承压力曲线主要有"凸台"与"马鞍"两种几何分布形态.
为提高综放采场围岩结构的稳定性,基于关键层理论,分析了综放采场顶板岩层运动及采场应力分布规律.结合塔山矿理论分析、微震监测、数值模拟、相似模拟、现场实测等方面的研究成果,对特厚煤层综放采场煤柱稳定性进行研究.研究表明:超前支承压力峰值在35-50m之间,影响范围一般为80-100m,最大不超过120m,停采煤柱按160m留设较合理;侧向支承压力影响范围70m,峰值位于30m.当采场顶板稳定时,煤柱
王村矿是隶属于大同煤矿集团有限责任公司的下属煤矿,井田位于山西省大同煤田东翼中东部,主要开采二叠系山4煤层.针对国内煤炭严重恶化的不利形势,王村煤业公司以煤矿东盘区8103工作面的5103巷为试点,针对山4#煤层开采特征,开展巷道围岩地质力学测试工作,并在此基础上,对原来的巷道支护方案进行了优化和改进,从而提高了巷道掘进速度,提升了支护效果,降低了支护成本,保证巷道支护经济高效.
针对某矿综放工作面沿空巷道煤柱挤出量巨大、顶板破碎冒落、底臌严重、巷道断面整体收缩围岩控制难题,通过在顶板中预置三向应力传感器,从而获取煤体动态三向受力演化规律,联合采用地应力传感器进行原岩应力测试,综合采动应力及原始地应力分析沿空巷道围岩应力形态,利用钻孔窥视仪进行沿空巷道围岩宏观破坏深度、结构探测,在此基础上,总结综放沿空巷道围岩变性破坏主控关键因素为高水平应力、高主应力差、采动高垂直应力叠加