KJ768微震监测系统在高瓦斯矿井强矿压灾害预警中的应用

针对晋煤集团某矿埋深大、高瓦斯和硬顶板煤层开采过程中强矿压灾害,利用KJ768微震监测系统探究高瓦斯矿井强矿压预警的可行性。研究表明:KJ768微震监测系统能够在工作面走向和煤岩层垂向上实现顶板局部破裂的精确定位;通过分析微震频次与工作面推进速度的关系可得出该系统对影响覆岩结构稳定因素变化的敏感性较好;利用每日最大微震事件能量值E_(max)、每日微震事件总能量∑E_(24)和能量异常系数K划定了强矿压预警阀值,并通过现场强矿压显现的校验,表明KJ768微震监测系统能够有效地对现场强矿压现象进行预测。     

基于微震监测的双系煤层开采覆岩运动与矿压显现关系

以大同矿区双系煤层开采为研究背景,基于高精度微地震监测技术,研究石炭系特厚煤层8104综放工作面开采过程中上部侏罗系煤层群复杂采空区影响下微震事件时空演化特征,得到双系煤层影响下覆岩运动与矿压显现的关系。结果表明:8104工作面接近和进入上部侏罗系煤层采空区对应区域,8104工作面覆岩运动加剧,侏罗系煤层的开采是工作面覆岩运动加剧的主要原因;侏罗系煤柱重叠区域微震事件密集分布,在工作面的开采扰动和重叠煤柱应力传递的共同作用下,微震总能量和能量大于10~5J的震动次数均处于较高数值,覆岩运动更加剧烈。临近采空区对8104工作面的强烈覆岩运动起到了关键作用,在临近采空区和侏罗系覆岩共同作用下,工作面超前微震事件集中,矿压显现剧烈。工作面开采扰动、临近采空区覆岩运动和侏罗系重叠煤柱的耦合作用,是石炭系综放工作面矿压显现剧烈的根本原因。     

近直立特厚煤层组中间岩板诱发冲击矿压机理及其防治

近直立特厚煤层具有煤层厚、赋存倾角大、煤层间岩石层坚硬的特点,在煤层组群联合开采过程中,煤层间岩板是诱发煤层采掘空间冲击矿压灾害发生的关键因素。通过研究煤岩体内微震事件与应力集中之间的关系,分析了煤层间岩板诱发冲击矿压的机制。采用弹性理论,建立了煤层间岩板破断力学模型,得到了岩板破断时能量计算公式。提出了降低岩板破断时悬顶尺寸,破坏煤岩体完整性,使煤岩体中的动静载叠加应力始终小于引发冲击矿压的临界值以下,从而避免岩板破断诱发冲击矿压的防冲机理。通过对煤层间岩板进行注水爆破和煤体注水,降低了岩板和煤层微震事件频率和能量值,卸压效果显著,有效避免了岩柱诱发冲击矿压。     

典型近直立煤层群冲击地压机理及监测预警研究

近直立煤层群由于特殊的煤岩赋存和开采方式,覆岩破断运动及其导致的围岩静载应力分布和动载扰动特征与缓倾斜煤层有较大差异,已有冲击地压灾害在近直立煤层群开采矿井(SICS)发生。为指导类似赋存矿井冲击地压防治,以乌东矿南采区典型近直立煤层群为工程背景,从诱冲机理、监测预警及防治技术方面展开了系统研究,揭示了近直立煤层群压撬型冲击地压机理,建立了适用于近直立煤层的预警指标体系,提出了近直立煤层降载减撬冲击地压防治技术。结果表明:近直立煤层群综放开采下冲击地压显现具有巷道顶底板侧不对称和岩体压撬显现特征;煤体所受顶板和岩柱的压撬作用是诱发冲击的基础静载力源,悬顶和层间岩柱破裂产生的动载扰动对冲击显现有重要诱发作用,近直立煤层群综放开采冲击地压是顶板和岩柱压撬效应耦合作用结果;各预警指标对冲击地压和大能量矿震均具有一定的响应,各维度和各系统预警指标综合预警可综合各自优势实现互补,提高预警准确性;深浅孔交替爆破可削弱对煤体的压载荷和撬动效应,现场实施后,微震日总能量和频次明显减少,顶板和岩柱每米能量104J以上微震事件较实施前平均减少了96%,卸压效果明显,冲击危险性降低。     

大采高综放工作面矿压显现规律研究

大采高综放开采技术增加了割煤高度和放煤空间,大采高综放工作面的矿压显现和围岩控制必然不同于普通综放工作面.根据某大型矿井9号煤层的赋存特性,对9304大采高综放工作面进行现场观测,并分析矿压数据,研究了9304工作面矿压显现规律和支架合理工作阻力等问题.     

大倾角软煤层综采工作面矿压显现规律研究

通过对平煤集团十三矿己15- 17煤层综采分层和放顶煤工作面矿压观测资料进行分析和比较研究 ,揭示了大倾角软煤层条件下采用分层开采、放顶煤开采工作面支架受力及矿压显现的基本规律 ,对于加强综放工作面控制、推广应用综放技术有十分重要的指导意义和借鉴价值。     

综放面末采期间冲击地压防治技术

基于常村煤矿21150综放工作面末采期间冲击地压事件频发,在21150末采期间采取微震监测、钻孔应力监测与矿压监测预警,实施煤层注水、大直径钻孔卸压、卸压爆破等解危措施,并配合个体防护、物料捆绑及限员把口等防护措施,降低煤体应力集中程度,减少冲击地压事故发生,保证了矿井安全生产。     

坚硬顶板特厚煤层综放工作面切顶卸压技术研究与应用

针对坚硬顶板特厚煤层综放工作面初采期间矿压显现强烈、顶煤不易垮落、冒放性较差,以及回采期间小煤柱临空巷道变形严重、维护困难的情况,通过采用初采前切眼爆破放顶、回风巷爆破切顶卸压、胶带巷水力致裂的综合矿压治理措施,使得工作面初采以及正常回采期间矿压显现显著减弱、巷道变形减小、两端头悬板能及时垮落、顶煤回收率明显提升,为本工作面及相邻工作面回采创造有利条件。现场实践表明该方法可以有效解决坚硬顶板特厚煤层综放开采的强矿压显现问题。     

浅埋深特厚煤层综放开采矿压规律监测与分析

昌恒煤焦有限公司9101工作面煤层为特厚煤层,埋深浅且赋存条件稳定,工作面采用走向长壁综合机械化放顶煤开采。作为整合后矿井的首个综放工作面,研究其顶板压力显现规律非常重要。通过现场监测,结合矿山压力与岩层控制理论,对9101综放工作面初采期间矿压规律进行分析,并结合支架受力状况,分析了9101综放工作面初采期间顶板来压的规律和特征,为矿井接替工作面的安全高效回采提供了科学依据。     

综放工作面煤岩破坏及矿压显现与瓦斯涌出关系的实测研究

为获取综放开采工作面瓦斯涌出随开采过程的变化规律,在屯留煤矿S2205综放工作面进行了煤岩破坏的微震监测、工作面矿压显现监测和瓦斯涌出的实测研究,分析了煤岩破坏的三维时空分布、工作面支架工作阻力和超前支承压力的变化情况,结合工作面瓦斯涌出监测数据,得到了综放工作面煤岩破坏、矿压显现和瓦斯涌出三者之间的关系。结果表明：工作面煤壁前方随工作面的推进而产生大量微震事件,微震事件峰值出现的时间一般略早于工作面周期来压,而瓦斯涌出量峰值的出现又略晚于工作面周期来压,可以根据微震事件变化来间接反映工作面矿压显现和瓦斯涌出情况。屯留煤矿S2205综放工作面微震事件及能量的突然增大超前于来压剧烈显现1 d,煤岩的充分破坏超前于瓦斯的大量涌出1个班。     

急倾斜特厚煤层工作面非对称冲击矿压机理

针对急倾斜特厚煤层水平分段综放开采工作面冲击矿压灾害,以窑街三矿为工程背景,采用离散元数值模拟(UDEC),研究了急倾斜特厚煤层水平分段开采顶板破断及结构演化规律,再现了矿震作用下工作面非对称冲击矿压孕育和发生过程;理论分析了工作面底煤应力非对称分布特征;基于动静载叠加原理揭示了工作面非对称冲击矿压发生机理;最后提出了防治对策。研究结果表明：急倾斜特厚煤层水平分段综放开采工作面在顶底板非对称错峰支承压力作用下,煤体受载特征沿倾向呈现分区差异性：顶板侧挤压、中部剪切、底板侧拉-剪。工作面底煤中形成浅部汤匙状卸压区和深部非对称应力集中区,顶板侧煤体垂直应力峰值和剪切应力峰值均为底板侧的5倍。进入深部开采后,工作面悬顶长度增大,同时采空区内关键岩块发生回转、滑移和倾倒的可能性增加,导致矿震强度增大。当动载应力与工作面底煤应力集中区中的静载应力叠加大于“煤体+液压支架”系统的极限应力时,发生急倾斜特厚煤层水平分段综放开采工作面非对称冲击矿压。研究结果与现场实测相吻合。     

基于水力割缝卸压的煤岩与瓦斯动力灾害防控技术

随着煤矿开采逐渐向深部延深,高强度开采瓦斯涌出量大,煤岩体高应力与瓦斯灾害呈相互耦合态势。针对深部矿井高强度开采面临的煤岩与瓦斯动力灾害治理难题,基于高压水射流割缝卸压原理,提出应力、瓦斯双重卸压的煤岩与瓦斯动力灾害水力化防治技术。通过理论分析与数值模拟方法,分析了超高压水射流割缝破煤机制,研究了煤层割缝卸压措施对区域内煤体应力及瓦斯的双重影响。研究结果表明:高压射流在煤层内部切割破坏了煤体完整性,减弱了煤体对上覆岩层支承能力,能有效地缓解割缝区域内应力集中;钻孔内部切割形成的缝槽改变钻孔瓦斯抽采模式,由径向流动改变为径向、轴向复合流动,使煤层瓦斯含量、压力迅速降低,超高压水力割缝技术通过应力卸压及瓦斯抽采2个方面解除了煤岩与瓦斯动力灾害发生危险。经在胡家河矿现场试验,割缝区域内平均微震事件能量下降18%、单位进尺微震能量降低37%,采用地音趋势法评估的矿压显现强烈次数下降17%,瓦斯抽采量提高4.1倍,表明超高压水力割缝技术能实现地应力及瓦斯压力双重卸压,有效解除煤岩与瓦斯动力灾害发生危险,为深部煤矿高强度安全开采提供技术保障。     

缓倾斜特厚煤层综放开采强矿压灾害防治技术

针对华亭煤电公司砚北煤矿缓倾斜特厚煤层开采时的强矿压显现现象及特点,测试研究动力灾害机理,采取电磁辐射、微震监测、钻屑法、爆破卸压、煤岩层注水等综合防治措施有效控制和削弱矿压显现强度,取得了较好的防治效果。     

近距煤层过上覆煤柱巷道强矿压研究与治理

本文针对山西某矿井8503面煤层之上8 m～14 m为上层采空区,受上覆采空区煤柱叠加应力影响,5503巷矿压显现明显,通过采用综合指数法、电磁辐射法对8503面强矿压危险程度进行分析、评价,并采用钻孔卸压及底板卸压爆破的方式进行强矿压治理,并取得了显著效果。     

利用开采解放层治理强矿压

针对大同矿区特厚煤层综放工作面在回采过程中出现的强矿压问题,以塔山矿一盘区C3-5号层8108工作面为工程实例,提出开采解放层泄压的方法,通过先行开采8108工作面上覆山4号煤层,使下部综放工作面开采过程中矿压显现强烈的现象得到了有效缓解,保障了特厚煤层综放工作面的安全开采,取得了良好的经济技术效果,为同类型矿井提供了借鉴。     

坚硬厚顶板煤柱型冲击地压防治技术研究#br# #br#

为了对坚硬厚顶板这种特定地质条件下的冲击地压防治技术进一步细化研究,分析了宽沟煤矿I010203工作面开采过程中上覆坚硬厚顶板冲击地压过程,提出了相应的防冲技术措施,并基于工作面卸压防冲前后微震事件时空变化规律对防治技术进行了效果检验,研究结果表明：B2煤层开采后上覆坚硬厚顶板易在I010203工作面采空区及相邻I010201采空区之间的煤柱区域产生悬顶,不但会造成煤体静载应力集中,而且造成能量积聚,从而产生大量动载,悬顶长度过长时会发生垮落、破断等强动载扰动,当动载荷和静载荷叠加超过临界值时便会造成冲击显现,煤柱集中静载和坚硬顶板破断动载是冲击地压主控因素。根据上述冲击地压分析结果,设计了顶板断顶预裂和煤体超前爆破两种卸压技术措施,并选取卸压前后稳定生产期间的微震事件进行卸压效果对比分析,卸压后微震日总能量和日总频次明显降低,103～104J以上微震事件明显减少且微震的空间分布较为分散,顶板附近微震事件明显减少,说明采取的卸压措施效果明显,可有效降低冲击危险性。     

坚硬煤层大放高综放面矿压显现特点

根据现场观测资料 ,分析总结了坚硬煤层大放高综采放顶煤工作面矿压显现基本规律及特征 ,得出坚硬煤层大放高综放工作面支架平均载荷大于同条件分层开采工作面 ,开采过程有明显的周期来压及顶煤预先综合弱化对工作面矿压有明显影响     

急倾斜特厚煤层水平分段冲击矿压防治技术研究

为了揭示急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击矿压的致灾原因,以窑街三矿5521-21工作面为对象,针对工作面的地质条件和采掘条件,基于冲击动力来源,分析发现动静载荷叠加效应是5521-21工作面发生冲击矿压的关键。以此提出了通过煤体卸压爆破、底煤卸压爆破、煤体大直径钻孔卸压和顶板深孔预裂爆破等防治措施,通过检验取得了良好的防治效果。     

开滦赵各庄矿大倾角综放工作面矿压显现规律分析

结合开滦赵各庄矿千米深部大倾角综采放顶煤的开采,通过现场矿压观测,较全面地分析研究了大倾角工作面的矿压显现规律,提出了影响大倾角煤层开采矿压的因素及大倾角工作面综放开采矿压显现的新特征。     

放煤工艺对浅埋深综放工作面矿压显现影响分析

为了研究放煤工艺对浅埋深综放工作面矿压显现规律的影响,将酸刺沟6上105-2综放工作面在回采过程中不放煤时与放煤时的矿压显现进行对比,分别从周期来压步距、初撑力、末阻力、支架前后柱受力等方面分析了2个不同期间的矿压显现特征,得出了6上105-2浅埋深综放面不放煤与放煤期间矿压显现的区别,掌握了放煤工艺对浅埋深综放工作面的矿压显现规律的影响。