沿空留巷充填体蠕变特性数值模拟

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结合沿空留巷井下充填体的力学特性,得出充填体在井下基本呈现单轴压缩力学状态,进而选用FLAC3D数值模拟软件中的Cvisc模型对充填体蠕变特性进行分析,得出充填体在逐级加载条件下先后经历瞬时变形,稳定蠕变和加速蠕变3个阶段。其中,加速蠕变阶段充填体很快破坏,且加载强度基本在其本身强度的70%~72%;然后设计充填强度分别为3 MPa和5 MPa 2种方案对煤矿现场实际开采情况进行模拟,得出在不考虑充填体蠕变特性的情况下,3 MPa的强度就可以满足留巷要求;但引入时间效应后,充填强度为3 MPa的方案在1.6年后充填体承载失效,留巷失败,故最终确定了强度为5 MPa的充填方案。经过现场实践检验,

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沿充填区域锚索锚固区内外顶板离层力学分析与工程应用

以兴无煤矿厚层直接顶中厚煤层沿空留巷和余吾煤业综放沿空留巷为工程背景,建立了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层力学模型,推导得到了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层量的计算式,确定了充填区域锚索锚固区内外顶板离层量的影响因素及影响规律。结果表明:各支护因素对顶板离层量的影响程度依次是巷内顶板支护强度>充填区域临时支护强度>充填区域外侧临时支护强度>充填区域锚索支护强度>实体煤帮支护强度;各几何因素对顶板离层量的影响程度是充填区域外侧宽度>充填区域宽度;沿空留巷宽度对充填区域顶板离层影响规律与基本顶在采空区侧侧向破断位置有关。基于此,提出了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层分区分阶段

2020-04-30 立即下载
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沿充填区域松软顶板控制技术研究

保持沿空留巷充填区域松软顶板的相对完整与稳定是沿空留巷技术成功的关键因素。分析了充填区域松软顶板受载与变形规律,将充填区域松软顶板分为充填体上方顶板离层区、留巷上方顶板拉破坏区、实煤体上方肩角剪切破坏区等3个区域。提出了增设特种支架、铺设柔性网、高预应力高刚度锚索及时支护、高水材料构筑巷旁充填体及时支撑顶板、控制合理的一次充填长度等充填区域顶板稳定控制技术,实现了沿空留巷充填区域松软顶的稳定与传递载荷的作用。经新元矿3107工作面沿空留巷实践,效果良好。

2020-05-05 立即下载
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大断面沿充填体稳定性及支护技术

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设巷道进行了加强支护技术,实测表明取得了良好的留巷效果。

2020-05-10 立即下载
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沿充填墙体与顶板运动的协调性研究

为解决沿空留巷充填墙体强度与顶板载荷之间的协调性问题,从采空区顶板结构与来压特点出发,分别阐述了沿空留巷直接顶与老顶的破断特征,认为老顶周期性"半OX"破断后在采场侧向形成的岩块及其结构平衡过程,是影响沿空留巷围岩稳定的关键。据此建立了沿空留巷围岩结构模型,得到了顶板运动初期和末期的墙体载荷。根据不同赋存条件下顶板的运动特征,将顶板运动中期的墙体载荷增长方式分为先快后缓型、均匀发展型和先缓后快型3种,顶板运动的任一时期墙体强度都应大于该时期顶板施加的载荷,从而保证墙体强度与顶板运动相协调。最后结合1个工程案例给出了验证。

2020-04-17 立即下载
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软介质接顶沿充填体稳定性研究

为了减少沿空留巷巷道的变形量,保证上覆岩层不发生大的离层,避免直接顶的严重破坏,采用理论分析与FLAC3D数值模拟相结合的方法,研究了软介质充填体的力学特性、结构特性与沿空留巷围岩稳定性关系,数值模拟分析了软介质接顶充填体的巷道围岩应力分布与位移分布,研究得出:矸石混凝土在强度上满足沿空留巷支护的要求;随着工作面的开采,实体煤一侧形成应力增高区,垂直应力峰值为17.06 MPa;对混凝土墙体进行应力检测,得到混凝土墙体垂直应力为3.0 MPa,水平应力为2.0 MPa;由数值模拟与现场实测分析知,工作面回采结束后,巷道变形量较小,能有效起到充填支护及切顶作用,巷道围岩整体稳定性较好,研究为沿空

2020-04-29 立即下载
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大断面沿充填体承载特性数值模拟研究

沙曲矿为高瓦斯矿井,采用传统的U+L型通风时存在工作面瓦斯超限频发和局部瓦斯聚集的现象。为实现无煤柱开采,增加煤炭产出率,同时改善采煤工作面瓦斯聚集现象,在24207工作面进行了沿空留巷试验。本文通过理论分析,研究了沿空留巷巷旁充填体作用机理,提出了对巷旁充填体的技术要求,并建立了沿空留巷顶板力学模型,在此基础上研究确定了充填墙体的受载特性,初步确定了在试验巷道地质赋存条件下合理的充填体宽度。运用数值模拟软件FLAC3D对不同宽度充填墙体的承载特性进行了研究,通过对比分析沿空留巷墙体受力和变形情况,确定充填墙体合理宽度为3.0~4.0 m.在24207工作面胶带巷进行工业性试验后,针对巷道变形

2020-05-04 立即下载
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薄煤层沿充填支架

针对薄煤层综采工作面开采的实际情况,设计一种新型的薄煤层沿空留巷充填支架,该支架很好地适应了薄煤层沿空留巷工作面的生产实际,工作面回采率高,充填支架安全性高、结构可靠、操作方便。

2020-05-23 立即下载
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朱庄煤矿大断面沿技术研究

为确定大断面沿空留巷充填体参数留设与充填工艺系统,采用理论分析与数值计算相结合的方法,得到了大断面沿空留巷充填体合理宽度约1.8 m;数值模拟对比分析了充填体在不同宽度与强度条件下,沿空留巷围岩塑性区的发展及变形特征,确定了充填体合理宽度及强度分别为1.8 m与25 MPa,保证了该条件下大断面沿空留巷的成功。

2020-05-23 立即下载
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充填沿矿压显现规律研究

根据某矿1115(1)工作面所面临的工程技术难题,提出并实施了巷旁充填沿空留巷技术,对该工作面留巷充填段进行了矿压观测,并分析了沿空巷及充填体的变形和受力情况。工程实践表明,巷旁充填沿空留巷能够有效地控制沿空留巷上覆煤岩体的完整性,适应顶板活动规律的要求,达到控制围岩变形的目的。

2020-05-09 立即下载
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沿充填体应力变化光栅监测系统及应用

针对沿空留巷支护过程中需对充填体进行大量程的应力监测,设计一种基于光纤光栅的大量程光纤光栅应力传感器和光纤在线监测系统,该监测系统由矿用光纤光栅解调仪、光纤光栅应力传感器及通信光缆等组成,采用双光栅温度补偿方法可有效减小温度漂移对监测精度的影响。利用该监测系统对东滩煤矿3203工作面沿空留巷砌体墙的应力变化情况进行了实时在线监测,结果表明,大量程光纤光栅应力传感器和光纤在线监测系统能够实时、准确监测沿空留巷支护过程中应力变化过程,这为进一步优化支撑结构,确定沿空留巷支护方案提供依据。

2020-05-01 立即下载
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深井沿充填区顶板支护技术

针对深井高地应力条件下沿空留巷过程中沿空巷道直接顶顶板松散、破碎、长期大变形的现象,提出了沿空巷道充填区顶板支护成套技术。该技术包括沿空巷道围岩时间、空间非线性变化规律,充填区顶板受力特性和分区域支护。在分析深井巷道围岩运移规律和充填区直接顶受力特性基础上,认为充填区直接顶为顶板控制的关键区域之一。将充填区顶板细化为4部分:实体煤区域,超前撕帮区域,工作面液压支架区域和已充填区域,并分别提出针对性的支护技术。经朱集1111(1)工作面沿空留巷工业实践检验,效果良好。理论成果对于相似条件的工程具有借鉴指导意义。

2020-05-04 立即下载
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高瓦斯综采工作面沿充填体宽度优化

针对潞安余吾矿区巷旁充填体的沿空留巷现场充填宽度不足,导致巷道稳定性得不到保证且巷道变形较大的问题,理论分析了综放尾巷留巷巷旁充填体的受力特点和变形特征,并利用FLAC3D对沿空留巷期内围岩变形特征进行数值模拟,确定了巷旁充填体的最优充填宽度。结果表明:巷旁充填体对巷道围岩的作用具有在短时间内可达到高强度、高阻力状态,并具备上佳的变形性能,从而实现非采煤帮、充填体和冒落矸石共同承但围岩压力;巷旁充填体宽度取值为1.5 m时,此时充填体宽度无应力集中向少应力集中的过度,峰值应力变化最为明显从8.3MPa增加到12.6 MPa,在此情况下,巷道围岩变形量较小,观测点实测结果显示,顶底板移近量分别为

2020-05-06 立即下载
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大倾角中厚煤层沿充填体合理宽度确定研究

在大倾角中厚煤层的沿空留巷充填体强度及尺寸研究过程中,根据高水胶结材料、矸石与水按照一定配比后凝固的抗压强度,采用英国威特克的"分离岩块法"理论研究支护体结构的安全系数,同时应用数值模拟通过对不同充填体宽度进行分析,确定充填体塑性区、剪切破坏范围及巷道变形值。最终结合某矿3206工作面地质条件,确定了合理的充填体宽度。在工作面推过之后,充填体达到基本完整、巷道围岩变形量较小、能够有效支撑起顶板、实现沿空留巷的目的,提高煤炭资源回采率的同时降低了巷道掘进率,实现了矿井的可持续发展。

2020-05-16 立即下载
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沿充填体蠕变特性数值模拟

结合沿空留巷井下充填体的力学特性,得出充填体在井下基本呈现单轴压缩力学状态,进而选用FLAC3D数值模拟软件中的Cvisc模型对充填体蠕变特性进行分析,得出充填体在逐级加载条件下先后经历瞬时变形,稳定蠕变和加速蠕变3个阶段。其中,加速蠕变阶段充填体很快破坏,且加载强度基本在其本身强度的70%~72%;然后设计充填强度分别为3 MPa和5 MPa 2种方案对煤矿现场实际开采情况进行模拟,得出在不考虑充填体蠕变特性的情况下,3 MPa的强度就可以满足留巷要求;但引入时间效应后,充填强度为3 MPa的方案在1.6年后充填体承载失效,留巷失败,故最终确定了强度为5 MPa的充填方案。经过现场实践检验,

2020-05-23 立即下载
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两硬薄煤层沿充填支护技术

为了解决两硬薄煤层开采过程中半煤岩巷掘进量大的问题,实施沿空留巷巷旁充填支护技术。通过沿空留巷支护机理理论分析,确定了巷道加强支护的方案,开发出高效充填材料,对巷旁充填体支护参数进行了优化设计,并简化了沿空留巷施工工艺。实践结果表明:该支护技术效果显著,充填体能够密实接顶,接顶率不小于95%,充填体初凝时间小于40 min,早期抗压强度可达到2 MPa左右,具有一定可缩量,沿空留巷两帮和顶底板最大移近量分别控制在123和114 mm以内,沿空留巷巷旁充填支护效果达到了预期要求。

2020-05-04 立即下载
244KB
基于沿充填体受技术参数影响的数值模拟分析

针对大采高工作面沿空留巷段充填体普遍存在的鼓包、开裂、倾斜等现象,以李村煤矿1301工作面地质条件为背景,采用UDEC 6.0数值模拟软件建立充填体加固分析模型,通过模拟对比分析不同充填体宽度、对拉锚杆直径、单排锚杆数量以及钢筋梯子梁直径情形下的充填体破坏特征,得到充填体塑性区发生鼓包、开裂以及倾斜的变化规律,为1301工作面沿空留巷技术参数的设计提供一定的理论依据。

2020-04-19 立即下载
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大采高综采沿充填支护技术

基于亨健煤矿大采高综采工作面区段运输平巷沿空留巷支护困难的现状,进行了大采高综采沿空留巷巷旁支护技术研究。选用袋装ZKD型新型高水速凝材料构筑巷旁充填体,研制了ZX28800/20/32型沿空留巷专用液压支架对充填体两侧顶板进行临时加强支护。结果表明:新型高水材料固化后充填体抗压强度比原高水材料平均提高40%~50%,凝固速度快,初凝时间8~20min,充填体承载和变形性能好,并可根据工程需要对材料强度和凝固时间进行调控,更适应于沿空留巷巷旁充填支护需要。沿空留巷专用支架移动方便,工作阻力达2 400 kN,可延缓充填体受力时间。采取这些措施提高了留巷的机械化程度,加快了留巷速度,改善了护巷效

2020-05-07 立即下载
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沿充填系统模板支架及其应用

沿空留巷巷旁充填系统是目前国内机械化程度较高的充填系统。在总结无煤柱开采沿空留巷巷旁支护技术基础上,针对回采工作面以模板支架为关键装备的巷旁支护充填系统,重点阐述了不同形式或用途的模板支架结构特征。结合煤矿生产应用实践,介绍了回采工作面巷旁支护模板支架充填系统工艺。实践证明:充填支架(模板)适于沿空留巷巷旁支护系统,充填体强度性能稳定,可有效控制顶板及围岩活动,留巷维护效果良好。

2020-05-03 立即下载
786KB
薄层顶板沿充填体合理宽度研究

以中兴煤矿1204下工作面材料平巷沿空留巷为工程背景,应用理论计算、数值模拟等方法研究了沿空留巷薄层顶板的稳定性,分析了不同充填体宽度对充填体应力的影响规律和围岩变形破坏特征,得到了1204下工作面材料平巷沿空留巷巷旁充填体载荷以静载荷为主,动载荷为辅,冒落带高度为15.4m,裂缝带高度为49.2m的结论,确定了合理的充填体宽度为2.5m。现场实践表明,这种方法确定的充填体宽度使沿空留巷围岩稳定性较好。

2020-05-13 立即下载
641KB
综采沿充填墙体合理宽度的数值模拟研究

文章利用FLAC数值模拟软件对采用锚杆支护的综采工作面回采巷道进行了数值模拟,详细分析了不同充填墙体宽度时沿空留巷的效果,从而得出沿空留巷充填墙体存在一个合理的宽度,当充填墙体达到这一合理宽度时,可以有效控制巷道围岩变形。

2020-05-08 立即下载
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