綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞規(guī)律

綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞規(guī)律匯報人：文小庫2023-11-11CONTENTS綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞規(guī)律概述綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞特征綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞影響因素綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞預防措施工程實踐與分析研究結論與展望綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞規(guī)律概述01煤炭作為我國的主要能源，其開采和利用對我國經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。但是，綜放面沿空掘巷窄煤柱在開采過程中容易受到采動影響，發(fā)生破壞，影響煤礦的安全生產和煤炭的穩(wěn)定供應。綜放面沿空掘巷窄煤柱技術是煤炭開采中的一項重要技術，對于提高煤炭開采效率、降低成本具有重要作用。因此，研究綜放面沿空掘巷窄煤柱的破壞規(guī)律，對于提高開采效率、保障安全生產、促進經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。研究背景與意義國內外學者對綜放面沿空掘巷窄煤柱的破壞規(guī)律進行了大量研究，取得了一定的成果。但是，目前的研究還存在一些不足之處，如：對綜放面沿空掘巷窄煤柱的受力分析、變形規(guī)律、破壞機理等方面研究不夠深入；實驗研究和現(xiàn)場觀測存在差異；缺乏對綜放面沿空掘巷窄煤柱穩(wěn)定性控制的有效方法等。研究現(xiàn)狀與不足研究內容本研究旨在探究綜放面沿空掘巷窄煤柱的受力分析、變形規(guī)律、破壞機理，提出穩(wěn)定性控制方法，并通過實驗和數(shù)值模擬進行驗證。要點一要點二研究方法本研究采用理論分析、數(shù)值模擬和實驗研究相結合的方法，對綜放面沿空掘巷窄煤柱的破壞規(guī)律進行研究。首先，通過理論分析對綜放面沿空掘巷窄煤柱的受力情況和變形規(guī)律進行探討；其次，利用數(shù)值模擬方法對綜放面沿空掘巷窄煤柱的破壞過程進行模擬；最后，通過實驗研究對理論分析和數(shù)值模擬結果進行驗證。研究內容與方法綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞特征02窄煤柱的受力分析綜放面開采后，窄煤柱受到相鄰采空區(qū)側向壓力、上覆巖層重力以及自身重力等多重作用，煤柱內部應力分布不均。窄煤柱可以簡化為一個受三向應力作用的彈性薄板，其中垂直應力為主要應力，水平應力為次要應力。通過有限元分析等方法，可以模擬窄煤柱在不同工況下的受力情況，為進一步研究窄煤柱的變形和破壞規(guī)律提供依據(jù)。采動影響力學模型數(shù)值模擬窄煤柱在采動過程中經(jīng)歷三個主要變形階段，即未開采前的原始階段、開采后的應力調整階段以及采空區(qū)充填后的穩(wěn)定階段。窄煤柱的變形規(guī)律變形階段隨著開采的進行，窄煤柱不斷發(fā)生塑性變形，同時伴有位移、傾斜和扭曲等變形現(xiàn)象。變形特征窄煤柱的變形規(guī)律受多種因素影響，如煤柱寬度、采空區(qū)充填情況、上覆巖層性質等。影響因素在水平應力作用下，窄煤柱的上下表面容易發(fā)生拉伸破壞，形成豎直裂紋。01020304在垂直應力作用下，窄煤柱的中部容易發(fā)生剪切破壞，形成水平裂紋。在復雜的應力作用下，窄煤柱可能同時發(fā)生剪切和拉伸破壞，形成綜合性的破壞模式。窄煤柱的破壞模式受多種因素影響，如煤柱寬度、采空區(qū)充填情況、上覆巖層性質等。窄煤柱的破壞模式剪切破壞綜合破壞拉伸破壞影響因素綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞影響因素03礦山壓力顯現(xiàn)采場礦山壓力是影響窄煤柱破壞的重要因素。隨著工作面的推進，采場礦山壓力會逐漸增大，煤柱承受的壓力也隨之增加，可能會導致煤柱的破壞。應力集中采場礦山壓力作用下，煤柱上方的頂板和下方的底板會出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，特別是工作面傾斜方向上的應力集中更為明顯，容易導致窄煤柱的破壞。采場礦山壓力窄煤柱相對于寬煤柱而言，其穩(wěn)定性較差，承載能力也較低，因此在采場礦山壓力作用下更容易發(fā)生破壞。窄煤柱穩(wěn)定性差研究表明，當煤柱寬度小于一定值時，煤柱的承載能力會顯著降低，更容易發(fā)生破壞。因此，在綜放面沿空掘巷時，應根據(jù)實際情況合理選擇煤柱寬度。煤柱寬度與破壞關系煤柱寬度采深增加煤柱承載能力隨著采深的增加，上覆巖層的應力也會相應增加，這有利于提高煤柱的承載能力，降低煤柱的破壞風險。上覆巖層應力對煤柱的影響上覆巖層應力分布不均會對煤柱產生不利影響，如應力集中、變形和破壞等，因此在選擇工作面走向和布置時，應盡量避免上覆巖層應力對煤柱的影響。采深與上覆巖層應力巷道支護方式與強度不同的巷道支護方式對煤柱的承載能力和穩(wěn)定性有不同的影響。例如，采用錨桿支護可以增強煤柱的承載能力和穩(wěn)定性，降低煤柱的破壞風險。支護方式對煤柱的影響支護強度是影響煤柱穩(wěn)定性的關鍵因素之一。支護強度不足會導致煤柱過早發(fā)生破壞，從而影響整個巷道的穩(wěn)定性。因此，在選擇支護方式和確定支護參數(shù)時，應充分考慮煤柱的穩(wěn)定性要求。支護強度與煤柱穩(wěn)定性關系綜放面沿空掘巷窄煤柱破壞預防措施04VS了解采場礦山壓力分布和變化規(guī)律，及時采取應對措施。詳細描述通過安裝礦山壓力監(jiān)測設備，實時監(jiān)測采場頂板、煤壁和煤柱的壓力分布和變化情況，掌握采場礦山壓力分布規(guī)律，及時發(fā)現(xiàn)壓力異常區(qū)域，采取加強支護、調整采高、局部充填等措施，防止窄煤柱在采動壓力作用下發(fā)生破壞?？偨Y詞加強采場礦山壓力監(jiān)測與控制根據(jù)采場條件和地質條件合理確定煤柱寬度。根據(jù)采場條件和地質條件，進行煤柱寬度設計時，應考慮煤柱的穩(wěn)定性、采場頂板運動規(guī)律、上覆巖層應力分布等因素，合理確定煤柱寬度，避免因煤柱過窄導致過早發(fā)生破壞?？偨Y詞詳細描述合理確定煤柱寬度優(yōu)化采深與上覆巖層應力，降低采動對窄煤柱的影響?？偨Y詞通過數(shù)值模擬、物理模擬等方法，研究上覆巖層的應力分布規(guī)律，優(yōu)化采深與上覆巖層應力的關系，降低采動對窄煤柱的影響，提高窄煤柱的穩(wěn)定性。詳細描述優(yōu)化采深與上覆巖層應力總結詞改進巷道支護方式與強度，提高窄煤柱的承載能力。詳細描述根據(jù)窄煤柱的受力特點和破壞規(guī)律，改進巷道支護方式與強度，采用高強度支護材料、加強錨桿（錨索）支護密度、提高錨桿（錨索）預緊力等措施，提高窄煤柱的承載能力，防止發(fā)生破壞。改進巷道支護方式與強度工程實踐與分析05煤層的厚度對窄煤柱的穩(wěn)定性有重要影響，一般而言，厚煤層中的窄煤柱更容易失穩(wěn)。煤層厚度煤層傾角頂?shù)装鍡l件煤層傾角越大，窄煤柱的失穩(wěn)可能性也越大。頂?shù)装宓膹姸群头€(wěn)定性對窄煤柱的穩(wěn)定性有重要影響。03工程地質條件0201觀測方法采用鉆孔窺視、表面位移監(jiān)測、巖石應力監(jiān)測等方法對窄煤柱的破壞規(guī)律進行現(xiàn)場觀測。觀測結果根據(jù)現(xiàn)場觀測結果，窄煤柱在綜放面沿空掘巷過程中的失穩(wěn)主要表現(xiàn)為片幫、冒頂?shù)刃问剑涫Х€(wěn)規(guī)律與煤層厚度、頂?shù)装鍡l件等因素有關。窄煤柱破壞規(guī)律現(xiàn)場觀測數(shù)值模擬方法采用有限元分析、離散元分析等數(shù)值模擬方法對窄煤柱的破壞規(guī)律進行模擬分析。數(shù)值模擬結果根據(jù)數(shù)值模擬結果，窄煤柱在綜放面沿空掘巷過程中的失穩(wěn)主要與煤層厚度、煤層傾角、頂?shù)装鍡l件等因素有關，其中煤層厚度和煤層傾角的影響更為顯著。窄煤柱破壞規(guī)律數(shù)值模擬分析研究結論與展望06窄煤柱穩(wěn)定性受到多種因素影響，包括煤柱寬度、圍巖強度、地層結構等。在綜放面沿空掘巷過程中，窄煤柱的破壞規(guī)律與這些因素密切相關。通過實地考察和數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)窄煤柱在受到采動壓力和側向壓力的作用下，容易發(fā)生塑性變形和剪切破壞。合理控制煤柱寬度和加強圍巖加固措施是提高窄煤柱穩(wěn)定性的關鍵。針對不同地質條件和采礦條件，提出了相應的窄煤柱設計原則和加固方案，為綜放面沿空掘巷的安全高效施工提供了理論支持和實踐指導。主要研究結論01雖然已經(jīng)取得了一些關于窄煤柱破壞規(guī)律的研究成果，但仍然存在一些不足之處。例如，實地考察范圍有限，未能全面覆蓋不同地質條件和采礦條件下的窄煤柱穩(wěn)定性問題。研究不足與展望02數(shù)值模擬方法雖然可以