侧向支承压力 影响范围
不同煤层倾角条件下区段煤柱应力分布数值模拟研究
不同煤层倾角条件下区段煤柱应力分布数值模拟研究摘要:针对平煤集团十三矿煤层倾角变化大,回采巷道支护困难等问题,通过岩石力学参数测试分别模拟煤层埋深300m、500m、800m 和倾角0°、25°、30°情况下区段工作面侧向压力分布规律和区段煤柱受力情况,并对12020区段运输平巷(下巷)实体煤侧的应力及围岩变形监测、。
研究结果表明:随煤层倾角增大下区段运输巷与上区段回风巷两侧应力承非对称分布,采场顶板应力分布也是高度不均匀、不对称的,侧向水平应力峰值随煤层倾角增大而增大,且工作面后方增加幅大于工作面前方;峰值位置随煤层倾角增大而逐渐靠近煤壁。
煤层倾角加大时,应力明显偏向下区段运输巷,使得下区段运输巷顶部出现明显应力集中,随着煤层倾角的增大,这种差异有扩大的趋势。
数值分析结果和现场抽采参数分析结果基本吻合,对区段煤柱优化和巷道安全支护具有重要意义。
关键词:倾角变化煤柱受力压力显现数值计算不同煤层倾角条件下巷道变形规律是各不相同的,特别在大倾角情况下,巷道变形破坏与缓倾斜及水平煤层的破坏情况有较大的差别[1～2]。
平煤集团十三矿已二采区由于接替紧张,部分区段巷道掘进时很难避开回采工作面的采动影响,采动影响下的区段煤柱留设和支护技术的选择,是影响巷道围岩变形的重要因素。
因此,倾角变化较大地质条件下煤柱尺寸的确定、支护技术的选择及回采巷道围岩变形控制一系列复杂的力学问题急需进行了系统的研究,确保矿井的正常生产。
在采矿工程中,通过理论分析、数值模拟计算、矿压监测等科学手段对采矿工程中围岩活动规律、巷道围岩稳定性问题涉及到的岩体力学特性、围岩压力、支护围岩相互作用关系、巷道与工作面的时空关系等,取得了显著的效果。
1 数值模型的建立及方法1.1 模型范围本次数值模拟以十三矿己二采区12020区段为研究对象凌,根据十三矿己二采区煤层顶底板岩层柱状资料所得的煤与岩石物理力学参数,对12020区段工作面进行数值模拟。
注浆加固技术在沿空掘巷小煤柱的研究与应用
注浆加固技术在沿空掘巷小煤柱的研究与应用摘要：近年来,我国对煤矿的需求不断增加,煤矿开采越来越多.为提高煤炭资源回收率,部分煤矿使用沿空掘巷小煤柱布置工作面,但小煤柱在工作面回采过程中受到顶板来压和巷帮压力作用,小煤柱变形越来越严重,不利于工作面正常安全生产,因此本文首先分析固化支护原则,其次探讨沿空掘巷护巷煤柱注浆加固技术,最后就注浆加固支护效果检验进行研究,以供参考.关键词：沿空掘巷;窄煤柱;注浆加固引言沿空掘巷的巷道受到采动以及支撑压力等因素的影响，其围岩的裂隙发育、部分区域松散破碎、矿压表现突出，使得采空区的煤柱经常发生片帮，有时还会导致底板变形量大等现象，这些现象对回采过程中的安全性有极大的影响，并且使得维修巷道的成本增加，沿空掘巷中，小煤柱的稳定性对整个巷道的稳定性具有直接影响，本文采用注浆的方法对其进行加固，可以有效解决这一过程中巷道围岩发生变形或者破坏的难题。
1固化支护原则(1)保证巷道加固后保持巷道稳定，并使巷道的变形量确保在设计允许范围内，从支护方案及支护机理上，要着眼于喷浆封闭软弱岩煤体锚杆锚注联合支护，以提高围岩自身承载能力，实现强韧性封层、稳压注浆胶结主动支护、保证支护结构稳定的原则。
(2)要充分考虑到受强膨胀围岩来压快、变形量大和破碎极其严重的特点，采用支护重点在于对弱结构岩层和极软弱煤层造成巷道顶板两帮破坏的严重地段，进行放顶和扩帮，进行补锚补喷进行注浆固结围岩。
(3)施工过程中严格把控施工技术与安全生产的相互衔接、相互协调和相互促进，以安全为先，技术把关，达到巷道施工安全，后期巷道支护稳定、使用寿命增长、服务于矿井安全生产的原则。
2沿空掘巷护巷煤柱注浆加固技术2.1监测煤柱内部的应力注浆效果检验是通过围岩应力计来比较确定的，在煤柱上打孔分别测量已注浆和未注浆的煤柱内应力变化。
可以得出已注浆的煤柱孔内应力大于未注浆的煤柱，这一结果表明进行注浆加固可以连接破碎的煤岩，使其称为整体，增强其强度和承载力，同时也提高了其稳定性，更好的对围岩进行了控制。
最新矿山压力与岩层控制习题答案
矿山压力与岩层控制习题答案一、名词解释：1、老顶：通常把位于直接顶之上对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层称为老顶。
2、顶板下沉量：一般指煤壁到采空区边缘裸露的顶底板的相对移近量，顶底板的相对移近量。
3、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力称为原岩应力。
4、周期来压：由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来亚现象称为工作面顶板的周期来压。
5、回采工作面：在煤层或矿床的开采过程中，一般把直接进行采煤或采有用矿物的空间称为回采工作面，简称采场。
6、直接顶：一般把直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层称为直接顶。
7、矿山压力：由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
8、矿山压力显现：由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象统称为矿山压力显现。
9、矿山压力控制：所有减轻，调节，改变和利用矿山作用的各种方法，均叫做矿山压力控制。
10、老顶初次来压：当老顶悬露达到极限跨距时，老顶断裂形成三铰拱式的平衡，同时发生已破断的岩块回转失稳有时可能伴随滑落失稳，从而导致工作面顶板急剧下沉，此时，工作面支架呈现受力普遍加大的现象称为老顶初次来压。
11、支承压力：在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为之承压力。
12、关键层：将对上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层。
13、冲击能指数：在单轴压缩状态下，煤样全“应力---应变”曲线峰值C前所积聚的变形能Es与峰值后所消耗的变形能Ex之比值。
13、沿空留巷：在上区段工作面采过后，通过加强支护或采用其他有效方法，将上区段工作面运输平巷保留下来，供下区段工作面回采时作为回风平巷。
14、沿空掘巷：回采工作面采过后，沿采空区边缘掘进的巷道。
15、软岩：是一种特定环境下的具有显著塑性变形的复杂岩石力学介质。
16、底鼓：底板向上鼓起的现象。
济宁三号煤矿沿空巷道侧向支承压力分布规律研究
济宁三号煤矿沿空巷道侧向支承压力分布规律研究王波;谷长宛;闫刚【摘要】为研究深部厚煤层综放沿空掘巷巷道侧向支承压力分布规律,以济宁三号煤矿123下04工作面窄煤柱沿空掘巷巷道为工程背景,采用数值模拟、理论分析与现场实测相结合的方法对沿空巷道煤柱垂向应力进行分析研究,得出煤体和煤柱上的支承压力分布规律.结果表明,深部厚煤层综放沿空掘巷巷道侧向支承压力分布与常规支承压力分布规律一致,煤体侧支承压力峰值为40 MPa,峰值距煤壁5.7 m,支承压力影响范围为27～32 m,煤柱上的支承压力峰值为35.5 MPa.研究为深部厚煤层综放沿空掘巷时巷道的开掘和支护提供理论依据,并为相似开采条件下的矿山生产提供参考.【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2019(016)003【总页数】8页(P7-14)【关键词】深部厚煤层;综放;沿空掘巷;支承压力;分布规律【作者】王波;谷长宛;闫刚【作者单位】华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊 065201;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊065201【正文语种】中文【中图分类】TD3230 引言目前，随着厚煤层开采深度的增加，综放和沿空掘巷开采技术被越来越广泛应用。
上一区段工作面开采完毕，煤体侧的应力状态逐渐趋于稳定，形成较稳定的支承压力分布。
而沿空巷道的开掘会再次打破这种平衡，进而形成另一种平衡。
因此有必要对沿空掘巷后顶板的支承压力分布规律进行深入研究。
刘金海、姜福兴、王乃国等[3]对深井特厚煤层综放工作面走向及侧向巷帮煤体垂直应力进行观测，得到其支承压力沿走向的分布规律。
任艳芳、宁宇[4]利用数值模拟、相似模拟和现场实测对浅埋煤层长壁工作面开采顶板运动规律进行研究，得出其超前支承压力分布规律及变化特征。
王书文、毛德兵等[5]利用煤层应力及微震监测装置得到了采空区侧向支承压力演化规律。
王宏伟、李小军、赵鹏、刘杰等[6-9]分别针对不同工况条件下的工作面超前和侧向支承压力做了深入研究，揭示了多种不同条件下的采动应力场分布规律，为巷道支护和顶板控制做出了巨大贡献。
矿山压力与岩层控制复习题(华科题库)
一、名词解释1、支承压力: 在岩体内开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，一般将巷道两侧改变以后的切向应力增加部分称为支承压力。
2、矿山压力显现: 由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象。
3、矿山压力控制：所有减轻、调节、改变和利用矿山压力作用的各种方法。
4、回踩工作面（采场）：在煤层或矿床的开采过程中，一般把直接进行采煤或采有用矿物的工作空间。
4、伪顶: 位于直接顶和煤层之间，厚度小于0.3~0.5m的极易垮落的软弱岩层，一般随采随冒。
5、直接顶: 直接位于煤层上方的一层或几层性质相近的岩层6、矿山压力: 由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力定义为矿山压力。
7、老顶: 位于直接顶（煤层）之上对采场矿山压力直接造成影响的厚而坚硬的岩层。
8、底板：位于煤层下方的岩层。
9、顶板：赋存在煤层之上的岩层。
10、端面破碎度：指支架前梁端部到煤壁间顶板破碎的程度。
11、底板比压：将支架底座对单位面积底板上所造成的压力称为底板载荷集度，即底板比压。
12、支护工作阻力：支柱受顶板压力作用而反映出来的力。
13、始动阻力：在顶板压力作用下，活柱开始下缩的瞬间支柱上所反映出来的力。
14、关键层：对采场上覆层局部或直至地表的全部岩层活动起控制作用的岩层称为关键层15、老顶的初次来压：随着工作面的推进,老顶岩梁的长度和悬露面积逐渐增大,当其自重和上覆岩层作用力超过本身强度时,就会发生断裂而垮落.此时的垮落来势较猛,垮落面积较大,回采工作面压力显著增加,这种情况通常称为老顶的初次来压.16、关键层理论：为老顶来压预报提供理论依据提出岩层断裂前后的弹性基础梁力学模型及各种不同支撑条件下的力学模型。
17、支架的初撑力：利用升柱工具和锁紧装置使支柱对顶板产生一个主动力，这个最初形成的主动力称为支柱的初撑力。
///支架的初撑力指的是支架刚支设时，对工作面顶板所提供的支撑力18、原岩应力：存在于地层中未受工程扰动的天然应力。
依据矿压规律合理确定煤柱宽度
依据矿压规律合理确定煤柱宽度郑伟【摘要】由于5号、6号煤层为近距离煤层,5号煤层工作面开采后留设的区段煤柱对下覆煤层形成高应力区域,使位于煤柱下方6号煤层工作面回采和掘巷时支护难度增加,所以确定合理的煤柱宽度,对开采下覆煤层提供有力技术资料.【期刊名称】《煤矿现代化》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】5页(P19-22,25)【关键词】煤层;规律;煤柱;宽度【作者】郑伟【作者单位】山西焦煤投资公司,山西太原030021【正文语种】中文【中图分类】TD822.31.1 工作面概况26302工作面为沿煤层倾向布置的长壁式回采工作面。
东边为昌平煤矿的矿界；南边已回采完的26304工作面，西面为北翼大巷；北面为已回采完的25301工作面。
26302工作面走向长800m，工作面底板标高420～540m，地面标高820～923m，布置在已采完的25302工作面下方，工作面布置如图1所示。
选择26302工作面胶带巷作为试验巷道，26302工作面胶带巷布置在25302工作面采空区下方，与25302工作面胶带巷内错4m。
1.2 工作面地质条件26302工作面总体呈单斜构造，煤层整体倾向西，平均倾角5°，根据相邻工作面巷道资料，预计本工作面掘进时将遇到4条断层，2个无炭柱。
1.3 工作面煤层赋存状况某矿26302工作面所采煤层为6号煤层，煤层为亮黑色，为焦煤。
煤层厚度变化为3.15～4.4m，平均煤层厚度为3.75m，煤层赋存较稳定。
根据26302工作面钻孔综合柱状图岩层分布规律，可以确定工作面基本顶为距煤层顶板2.55m的细粉砂岩，厚度为1.65m，黑色，有植物碎片化石；直接顶为泥岩厚度2.6m，黑色，中厚层状，平坦断口，半坚硬；直接底为泥岩厚度1.2m，灰黑色，层状，可见植物根茎化石；老底为K3砂岩，厚度3.3m，灰褐色，坚硬。
煤层开采过程破坏了原岩应力场的平衡状态，引起应力重新分布。
回采工作面受超前矿压影响下顶板的控制与管理
２ 、工作面片 帮掉 顶严重区域 ，片帮 宽度大于ｌ ｍ， 长度大 于３ ｍ，支架本 身无法有效支护时 ，采取联金属 网及架走 向棚管理顶 板 ，走 向棚每架 架设两棚 ，棚 间
距 ７ ０ ｍ。 ５ｒ ａ
（ 四）对运输 顺槽进行卧底 由于受顾桥 矿采动影 响 ，导致 １ ３ （ ）工作面运 ２２ ３
２ 、超前支护支柱 阻力分析 两 巷均 为锚 索 网支护 ，且超 前 支护 合理 。工作 面 １— １ ３ 采区，工作面长２ ０ ４ｍ，可采走向长１ １ｍ，煤 回采 过程 中，存在着推进 速度慢 及地质 构造等方面 影 ６Ｏ 厚平 均３ ５ ．ｍ，倾 角５ ，工作面南 部伪顶 常为炭 质泥 响 ，使 工作面 前方巷道矿 压显现 和应 力分布受到不 同 。 岩或 泥岩 ，北部 伪顶缺 失 ；直接 顶在工作 面南部为 复 程度的影响 。 （ 图） 如 合顶 ，由泥岩 、砂质泥岩 及 １ ２ — 层煤线组 成 ，北部 以 ｊ ８ 粉细砂 岩为主 ，靠近切 眼直 接顶 以泥岩为主 ；老顶 为 ｊ ６ ４ 中细砂岩 。工作面 与顾桥矿 １ 】 ３ １（ ）工作 面相 邻 ，且 ｌ ＆】 ０ 仅相距５ ｍ，顾桥矿 １ ｌ ３ ５ １ ｌ（ ）工作面早于本面 回采 ， ， 。 且超 前本面２ ０ ５ ｍ左右 ，使本面下顺槽 及下端头始终处 蔷 。 ６ 于受 动压 影响范围 内。给我矿 １３ （ ）工作面下顺槽 ２２ ３ 槭 ４ 顶板支护 工作带来极 大 困难 ，为此 ，我们对下 顺槽进 Ｐ
输 顺槽底板 出现鼓 底现象 ，为 了能够 保证 工作 面下 出 Ｉ有足够 的行人 、通风 、运 输断面 ，同时保证 工作面 Ｚ ｌ 转 载机 、运 输机 的安全顺利 向前推进 ，必须要 对转载 机 段及 靠近皮带 机机尾部分 进行 人Ｙ ｌ 底 ，卧底量根 ＿ｂ ￣ 据 底板鼓 起情况 来定 ，如遇 到顶板 来压 ，下出 口高 度 较低 ，工作面机 头支架 与运 输机 高度过低 时 ，必须 采 区措施 ，对工作 面刮板运输 机机头 及转载 机尾进行 强
煤矿矿压预警与监测技术研究
煤矿矿压预警与监测技术研究摘要：针对千米垂深矿井近距离极薄保护层与被保护层协同开采条件下的矿压动态监测与围岩稳定性控制难题，通过现场矿压动态监测与数值模拟手段，构建工作面矿压动态监测机制，探究围岩稳定性。
结果表明：综采工作面超前影响明显范围为15.0~30.0m，超前支护的范围可调整至30.0m。
在老顶周期来压期间，回风巷瓦斯浓度不断增大。
通过数值模拟分析得到随工作面推进距离的增加，保护层己15-15108综采工作面采空区侧向围岩支承压力呈先增大而后趋于稳定的趋势变化，竖直位移则呈先增大后减小的趋势变化。
关键词：千米深井；矿压显现；围岩稳定性。
1前言近距离煤柱下特厚煤层综放开采过程中，由于工作面采用综采放顶煤一次采全厚开采强度大，煤层结构较为复杂，在上覆近距离采空区煤柱下开采，临空隔小煤柱开采，采动破坏影响较为明显，对围岩运动规律、矿压显现、顶板控制等具有较大差异性。
近年来，随着我国煤矿综采设备机械化、智能化程度不断提高，工作面单产单进水平逐步提升。
煤层工作面长度的增加，能够降低工作面回采巷道掘进工作量，减少综采工作面搬家次数，提高煤炭资源采出率，最大限度地发挥综采设备的利用率，提高工作面单产，因此超长工作面在我国各大矿区的应用日益广泛。
但是，煤层沿倾斜方向采出空间随工作面长度的增大而增大，为覆岩运移创造了更大的空间，导致工作面压力升高，矿压显现强烈。
近年来，针对超长工作面矿压显现规律的热点问题，我国学者专家及矿山科技工作者进行了大量研究。
2工作面矿压动态监测方案与结果分析2.1监测方案设计2.1.1监测设备的安装布置（1）矿压监测压力监测分机的布置在工作面现场对液压支架所受压力变化进行动态测试。
工作面自第1架开始，每隔10架安装1台顶板压力监测传感器，共12台，每台压力监测分站监测1台液压支架。
（2）顶板离层仪的布置在工作面上、下进风巷距工作面切眼向外每50m安设1台顶板离层仪。
2.1.2监测方式（1）矿压监测方式：①采用KJ533型矿用无线多功能监测设备在工作面平均布置12台分站，通过无线传输功能上传至各分站，分站将信息传送到计算机中进行分析统计。
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侧向支承压力影响范围
侧向支承压力是指在土体侧向变形或水平荷载作用下发生的土体与支承结构之间的相互作用。
它的影响范围取决于多种因素，包括支承结构的类型和刚度、土体的性质、土体和结构的接触面积等。
以下是侧向支承压力的影响范围的几个方面：
1. 支承结构上的应力分布：侧向支承压力会导致支承结构上的应力分布不均匀。
通常，支承结构的上部受到较大的压力，而下部受到较小的压力。
这种不均匀的应力分布可能会导致支承结构的变形或破坏。
2. 周围土体的变形：侧向支承压力会引起周围土体的变形。
土体的侧向压缩会导致土体体积的减小和密实度的增加，而土体的侧向膨胀则会导致土体体积的增大和密实度的降低。
3. 邻近结构或地基的影响：侧向支承压力可能会对邻近的结构或地基产生影响。
如果邻近结构或地基的刚度较小，侧向支承压力可能会导致它们的变形或沉降。
4. 土体的侧向抗力：侧向支承压力是土体的侧向抗力的一种表现形式。
当土体的侧向抗力增加时，它对侧向荷载的抵抗能力也会增加。
因此，侧向支承压力的大小和分布会影响土体的侧向抗力，从而对土体的稳定性产生影响。
总的来说，侧向支承压力会在一定范围内影响土体和支承结构的力学行为和变形
特性。
在土木工程设计和施工过程中，需要对侧向支承压力进行合理的估计和控制，以确保工程的安全和稳定性。