亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        特厚煤層沿空巷道煤柱留設寬度研究

        2023-03-10 11:18:00王志根蘇相賓郝鴻儒賈晉才
        煤炭與化工 2023年1期
        關鍵詞:煤柱塑性寬度

        王志根,蘇相賓,李 玥,郝鴻儒,賈晉才,陳 云

        (1.山陰金海洋南陽坡煤業(yè)有限公司,山西 朔州 036999;2.中國礦業(yè)大學(北京)能源與礦業(yè)學院,北京 100083)

        0 引 言

        近年來,隨著我國開采工藝的發(fā)展以及綜合機械化水平的提升,在特厚煤層沿空巷道留設煤柱,成為厚煤層及特厚煤層開采的重要研究方向[1-2]。受各種不同地質(zhì)條件的影響,留設煤柱的寬度也不盡相同[3-4]。文獻[5]以王家?guī)X煤礦20103區(qū)段運輸平巷為工程背景,通過FLAC3D數(shù)值模擬分析探討了在不同煤柱寬度下圍巖主應力差、變形和破壞的演化規(guī)律,提出了合理煤柱寬度范圍,并結(jié)合實際地質(zhì)和生產(chǎn)條件要求確定試驗巷道最佳煤柱寬度。文獻[6]剖析了特厚煤層開采在綜放作業(yè)面回采后的側(cè)向支承壓力分布特點,為沿空掘進巷道合理留設煤柱的寬度提出了理論依據(jù)。文獻[7-11]通過理論計算、數(shù)值模擬、相似模擬及現(xiàn)場試驗的方法,研究了沿空掘巷護巷煤柱寬度合理留設及巷道支護技術(shù)與參數(shù)。所以,確定合理的煤柱寬度以及合理的支護方案,對提高綜放沿空巷道圍巖穩(wěn)定性煤炭采出率具有重要意義[12-16]。

        本文以南陽坡煤礦6104工作面運輸順槽為工程背景,通過數(shù)值模擬方法研究了在不同煤柱寬度下,煤柱的垂直應力和塑性區(qū)分布特征,進而提出了合理的留設煤柱寬度以及相應的錨網(wǎng)索聯(lián)合支護系統(tǒng),研究其控制機制,并進行現(xiàn)場工業(yè)性試驗。

        1 概 況

        6104工作面處于6號煤層,第二開采水平,地面標高+1 567.43—+1 613.206 m,采區(qū)標高+1 319.13—+1 338.91 m,位于山西省山陰縣西北部馬營鄉(xiāng)山峽村北側(cè),6104回風平巷掘進時對地面無影響,走向長度1 620 m,傾向長度300 m,面積486 000 m2。工作面布置如圖1所示。

        圖1 61 04工作面位置示意Fig.1 Location of No.6104 Face

        6104工作面煤層賦存穩(wěn)定,厚度在13.2~13.8 m,平均厚度13.5 m,為特厚煤層。煤層傾角2°~4.5°,平均3.3°,屬較穩(wěn)定煤層,平均埋深270 m。

        2 煤柱合理寬度數(shù)值模擬分析

        根據(jù)南陽坡煤礦6104工作面生產(chǎn)地質(zhì)條件,構(gòu)建了FLAC3D數(shù)值模擬模型。模型尺寸為長×寬×高=200 m×110 m×53 m,共分為178 740個單元體、188 910個節(jié)點,如圖2所示。模擬6號煤層厚度13.5 m,6104工作面沿空巷道為矩形斷面,凈寬×凈高=5 000 mm×3 500 mm;x軸方向為工作面傾向,y軸方向為工作面推進方向,垂直方向為z軸方向;四周和底部均使用固支,上部施加5 MPa的自重載荷,并設定側(cè)壓系數(shù)為1.2,采用Mohr-Coulomb本構(gòu)模型,應變模式采用大變形模式。

        圖2 數(shù)值模型Fig.2 Numerical model

        圍巖塑性區(qū)的分布特征是評價和分析巷道圍巖穩(wěn)定性的重要因素,通過FLAC3D研究在不同寬度煤柱下圍巖的塑性區(qū)分布,以確定合理的煤柱寬度。圖3分別為煤柱寬度為5、10、15、20、25、30 m時,圍巖的塑性區(qū)分布圖。

        圖3 不同煤柱尺寸下圍巖塑性區(qū)分布Fig.3 Plastic areas distribution of surrounding rock under different sizes of coal columns

        煤柱寬度在5~15 m時,巷道底板圍巖塑性區(qū)分布隨煤柱寬度的改變而更加復雜,其塑性區(qū)綜合作用范圍為底板下方5 m左右,煤柱兩側(cè)塑性區(qū)完全貫通,不存在彈性核區(qū)域。

        煤柱寬度為20 m時,出現(xiàn)彈性核區(qū),平均為7 m,但煤柱的整體變形不大,且處于穩(wěn)定狀態(tài)。

        當煤柱寬度在25~30 m時,受采動影響,但煤柱的塑性區(qū)范圍較小,靠近6106工作面采空區(qū)的煤柱整體變形不大,此時煤柱內(nèi)存在彈性核區(qū)域,且寬度較大,在12~20 m,處于穩(wěn)定狀態(tài),但浪費資源現(xiàn)象較嚴重。

        不同煤柱寬度垂直應力分布如圖4所示。

        圖4 不同煤柱寬度垂直應力分布Fig.4 Vertical stress distribution under different widths of coal columns

        由圖4可知,對6104回風順槽掘進期間巷道圍巖垂直應力分布分析可以看出如下內(nèi)容。

        (1)煤柱寬度對巷道頂?shù)装宕怪睉ψ兓瘺]有明顯影響,巷道頂?shù)装寰幱趹档蛥^(qū)域,其應力狀態(tài)基本不隨煤柱寬度的變化而變化。

        (2)在實體煤側(cè)都有應力集聚現(xiàn)象,隨著煤柱寬度的增大,煤柱側(cè)應力集中程度增強,而實體煤側(cè)應力集中程度則在下降。

        (3)當煤柱寬度為5~15 m時,煤柱上部區(qū)域的垂直應力數(shù)值無明顯變化,中部區(qū)域垂直應力集中程度增大,說明煤柱破壞程度在減少,煤柱慢慢趨于穩(wěn)定,但仍處于破壞狀態(tài)。

        (4)在煤柱寬度為20~30 m時,煤柱中部的應力峰值在不斷升高,且集中范圍也隨之變大,但其峰值都小于靠近順槽煤柱幫圍巖的應力值,煤柱處于穩(wěn)定狀態(tài)。采空區(qū)附近的垂直應力變動不大。

        不同煤柱尺寸垂直應力曲線如圖5所示。

        圖5 不同煤柱尺寸垂直應力曲線Fig.5 Vertical stress curves under different sizes of coal columns

        (1)當煤柱寬度為5~15 m時,煤柱內(nèi)垂直應力呈單峰值拋物線分布狀態(tài),峰值中心不在煤柱中心,而是靠近巷道煤柱幫,且隨著煤柱尺寸增加,峰值大小隨著煤柱尺寸的增大由5 m煤柱的7.68 MPa到15 m煤柱的19.3 MPa。

        (2)當煤柱寬度由20 m增至30 m時,垂直應力曲線呈梯形分布,出現(xiàn)雙峰值,且隨煤柱尺寸變大,右部峰值有所減少,20 m煤柱時峰值19.2 MPa減小至30 m煤柱峰值16.4 MPa。峰值處隨煤柱尺寸變化逐漸向采空區(qū)移動,且數(shù)值由25 m寬度的14.1 MPa降低到30 m寬度的13.8 MPa,降低幅度不大。

        3 支護控制及現(xiàn)場觀測

        根據(jù)上述數(shù)值模擬分析計算煤柱合理留設寬度為20 m,結(jié)合6104工作面回風順槽情況,采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護方式控制圍巖變形,如圖6所示。

        頂板錨索使用規(guī)格為17.8 mm×8 000 mm的鋼絞線錨索,間排距為1 800 mm×2 000 mm。錨桿選用20 mm×2 400 mm左旋螺紋鋼錨桿,間排距為1 000 mm×1 000 mm。頂板采用8號鐵絲菱形金屬網(wǎng),規(guī)格為1200 mm×5 400 mm,網(wǎng)格80 mm×80 mm。

        實體煤幫與煤柱幫支護相同,選用18 mm×2 000 mm的左旋螺紋鋼錨桿,錨桿間排距為1 200 mm×1 000 mm,上部錨桿距頂板550 mm,底部錨桿距底板550 mm。兩幫均采用8號鐵絲菱形金屬網(wǎng),1 500 mm×5 000 mm,網(wǎng)格80 mm×80 mm。

        巷道圍巖表面位移觀測曲線如圖7所示。

        圖7 巷道圍巖表面位移觀測曲線Fig.7 Surface displacement observation curve of roadway surrounding rock

        由圖7分析可得,在巷道掘進后20 d范圍內(nèi),圍巖變形較為劇烈,在35 d后逐漸趨于穩(wěn)定。巷道兩幫移進量為138 mm,頂?shù)装逡七M量為178 mm。

        4 結(jié) 論

        (1)煤柱寬度在5~15 m時,煤柱兩側(cè)塑性區(qū)完全貫通,不存在彈性核區(qū)域。當煤柱寬度較大,在20~30 m時,煤柱內(nèi)有彈性核區(qū)域。

        (2)煤柱的垂直應力在護巷煤柱寬度為20~30 m時,煤柱底板處靠近6106工作面采空區(qū)區(qū)域應力峰值明顯高于靠近6104工作面回風巷側(cè)的應力。

        (3)煤柱寬度由20 m增至30 m時,垂直應力曲線呈梯形分布,出現(xiàn)雙峰值。

        (4)經(jīng)數(shù)值模擬計算,綜合分析確定護巷煤柱寬度為20 m。

        (5)結(jié)合6104工作面運輸順槽實際情況,采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護方式來控制圍巖的變形。經(jīng)現(xiàn)場實踐表明,該支護技術(shù)安全有效。

        猜你喜歡
        煤柱塑性寬度
        基于應變梯度的微尺度金屬塑性行為研究
        硬脆材料的塑性域加工
        采動影響下雙巷掘進煤柱承載特征研究
        鈹材料塑性域加工可行性研究
        馬屁股的寬度
        石英玻璃的熱輔助高效塑性域干磨削
        紅細胞分布寬度與血栓的關系
        孩子成長中,對寬度的追求更重要
        人生十六七(2015年5期)2015-02-28 13:08:24
        建筑物下煤柱巷道穿采分析
        河南科技(2014年11期)2014-02-27 14:16:58
        保護煤柱寬度的理論值分析
        河南科技(2014年5期)2014-02-27 14:08:25
        美女大量吞精在线观看456| 中国一级黄色片久久久| 亚洲精品美女久久777777| 成av人片一区二区三区久久| 97在线视频免费| 久久精品成人一区二区三区蜜臀| 国语对白福利在线观看| 久久综合九色综合97欧美| 91尤物视频在线观看| 激情内射亚洲一区二区| 99在线视频这里只有精品伊人| 国模雨珍浓密毛大尺度150p| 又爽又黄无遮挡高潮视频网站| 亚洲综合网一区二区三区| 亚洲第一黄色免费网站| 国内成+人 亚洲+欧美+综合在线| 精精国产xxxx视频在线| 中文字幕精品一区二区日本| 中文字幕免费人成在线网站| 99热这里有精品| 亚洲视频99| 日韩精品一区二区三区免费观影| 国产精品一区二区三区自拍| 国产女人高潮视频在线观看 | 国产亚洲精品美女久久久| 欧美一片二片午夜福利在线快| 国内自拍第一区二区三区| 国产主播一区二区三区蜜桃| 精品乱码久久久久久久| 亚洲Va中文字幕久久无码一区| 亚洲国产精品久久性色av| 无码中文字幕日韩专区| 抽插丰满内射高潮视频| 丰满少妇高潮在线观看| 国产精品一区二区三区自拍| 67194熟妇在线永久免费观看| 99re国产电影精品| 人妻一区二区三区在线看| 国产激情视频一区二区三区| 日韩欧美国产自由二区| 日本女优免费一区二区三区|