深部掘进面冲击地压诱发因素分析及危险区划分

针对新河矿5301掘进面冲击危险性高的问题,分析了诱发掘进面冲击地压的主控因素,计算出了主控因素下煤体的应力集中系数,并建立应力集中系数与煤体冲击程度的关系。提出了用综合应力集中系数K评价掘进面冲击程度的方法,根据评价标准将掘进面划分出11个冲击危险区,并对危险区实施了煤层注水和大直径卸压钻孔,避免了掘进面发生冲击灾害。     

基于能量密度相似性的多煤层冲击危险性评价方法

针对张双楼煤矿西一采区多煤层开采的冲击危险性预测问题,根据地质演化原理,提出了利用上煤层开采数据预测下煤层冲击危险性的方法。首先建立由上煤层的能量密度确定的冲击危险性评价指标,运用该指标预测下煤层的冲击危险区;然后利用结构相似性指数对该预测方法的可行性进行定量评价。研究表明:运用所建立的指标确定的下煤层强冲击危险区域和下煤层开采过程监测的强冲击危险区相似度达到0.858 1;下层煤开采产生的强矿震(大于105 J)和冲击破坏区基本位于指标所确定的强冲击危险区。实践证明所建立的冲击危险性评价指标可有效的预测下煤层强冲击危险区域,提高了多煤层开采冲击矿压预测的准确率。     

五龙矿冲击地压危险区划分研究

根据阜新五龙矿特有的地质条件、赋煤状况、煤层冲击倾向性及应力集中区对五龙矿冲击地压危险区进行了划分研究。用ANSYS建立模型进行应力分析,划分一个相对的危险区。     

坚硬煤岩组合条件下冲击矿压发生机理

顶板岩层结构中的厚层砂岩顶板是影响冲击矿压发生的主要因素之一,而目前作为煤层冲击倾向鉴定的主要依据是煤层自身的冲击倾向的实验室鉴定结果,这一结果与实际现场有的反差较大。三河尖矿采用主采煤层组合煤岩进行了冲击倾向性试验,为三河尖煤矿高冲击危险区工作面冲击矿压监测及治理提供了基础参数。     

五龙矿冲击地压危险区划分研究

根据阜新五龙矿特有的地质条件、赋煤状况、煤层冲击倾向性及应力集中区对五龙矿冲击地压危险区进行了划分研究。用ANSYS建立模型进行应力分析，划分一个相对的危险区。     

基于煤层倾向性动力灾害耦合因素评价及防治

动力灾害危险性的评价及防治必须有针对性,根据多因素耦合法,划定不同危险程度的区域,再采取相应的措施。依据某矿井1301工作面的实际地质情况,分析了各种诱发灾害的耦合因素。对含有冲击倾向性煤层的危险性做了安全评价,得出了矿井静态危险区的分布。而且对"潜在危险区"采取煤体深孔卸压,解除工作面存在的安全隐患。为此类矿井冲击地压的预测防治提供一个良好的方法。     

深井煤柱区冲击地压危险性分析与防治技术

为有效防止田陈煤矿3下322工作面穿越3上煤层煤柱区时发生冲击地压,采用理论分析、工程类比等方法,并结合微震监测、煤粉检验数据,对煤柱区冲击地压危险性、防治措施进行研究。结果表明,开采深度、煤柱、采动等因素综合影响下煤柱区运输巷内帮为冲击危险区,推采过程中煤柱区微震事件分布异常,钻孔排粉量为设计煤粉量的1.6倍,通过超前60 m对危险区实施密集煤层钻孔进行卸压,有效防止了冲击地压的发生。实践表明,通过分析煤柱区冲击地压危险性并超前实施密集煤层钻孔卸压,可确保工作面顺利穿越煤柱区。     

近距离下煤层工作面顶板破坏规律及控制技术研究

为解决下煤层工作面回采过程中顶板难以控制问题,以襄垣七一煤矿近距离下煤层回采工作面为工程背景,建立煤岩力学模型,分析了中间岩层破坏损伤规律及影响其损伤悬臂梁结构力学稳定性的因素,并划分不同危险区。结果表明:不同超前支承应力条件对中间岩层的损伤不同;下煤层工作面顶板临界厚度受中间岩层强度、岩层上方采空区荷载以及下煤层回采工作面端面距的影响;根据下煤层工作面顶板临界厚度及其他影响因素,可将5101工作面顶板划分为一般危险区、危险区和重大危险区。根据研究结果针对性选择顶板控制措施。     

大采深孤岛开采冲击地压防治实践

冲击地压是一种较为典型的矿山灾害动力现象,张双楼煤矿在深部严重冲击地压危险区进行采掘作业,通过实施掘进期间卸压、冲击危险区钻孔卸压、煤体、煤层爆破卸压等综合防冲措施,取得了较好的防冲效果,安全回收了开采深度超过1 000 m的7121综采工作面孤岛煤柱。     

王家岭煤矿2号煤层顶底板突水危险性分析

根据王家岭井田地质、水文地质条件,提出了井田内上马家沟组岩溶含水层应属富水性中等-强含水层。采用关键层理论及突水系数法,研究了王家岭煤矿开采2号煤层时的充水因素及顶底板突水危险性。通过对煤层顶板的基岩风化裂隙水及采空积水的分析,对2号煤层底板太原组和上马家沟组灰岩岩溶水突水系数进行了计算。结果表明：井田南部2号煤层,雨季时基岩风化裂隙水对煤层开采有较大影响;201、202、204、206采区南部为采空积水透水危险区;201、202采区为太灰突水危险区和奥灰突水相对危险区,其他采区为相对安全区或安全区。     

煤层冲击倾向性与危险性评价指标研究

针对冲击倾向性指标不能完全反映实际煤层冲击危险程度的问题,提出了考虑时间效应的冲击能量速度指标、临界软化区域系数、临界应力系数3项新的指标,并与动态破坏时间、弹性能指数、冲击能指数和单轴抗压强度等4项传统的冲击倾向性指标结合,用于判断与评估煤层冲击危险性。煤样试验表明,其一定程度上解决了冲击倾向性判别结果误差大、离散性等难题,提高了煤层冲击危险性评判的精确性与可靠性。     

高应力区硬煤层巷道钻煤粉卸压技术分析

针对高应力区硬煤层巷道,由于难以注水,采用传统煤体爆破和大直径钻孔卸压方式往往不能将冲击危险降低到可接受水平。通过现场试验,提出了一种钻煤粉卸压技术,其特点是采用小直径、小孔间距的钻孔钻出大量煤粉,其原理类似于使煤层巷道围岩产生大变形,变"硬"煤为"软"煤,其效果使高应力区煤体得以有效卸压,降低和解除冲击危险,保证工作面安全生产。     

大埋深厚煤层大采高工作面冲击地压解危技术应用

针对门克庆煤矿工作面矿压显现强烈、煤层开采存在冲击灾害的问题,通过地质和开采影响因素对工作面进行冲击危险指数评价,并进行冲击危险性分区,由此制定了不同区域的冲击地压解危技术措施。通过微震、工作面超前支承压力和支架压力等方法进行监测,结果表明,在工作面回采期间围岩活动强度较低,能量释放平稳,解危效果良好。     

青龙一采区M16煤层突出危险区域预测及划分

对青龙煤矿一采区M16煤进行突出危险区域预测及划分。查清了一采区范围内影响煤与瓦斯突出的主要因素,测定了反映煤与瓦斯突出危险性的基础参数,划分了M16煤层的突出危险区、突出威胁区和无突出危险区,为开采M16煤层防止突出采取有针对性的措施提供了技术支撑。     

均压通风技术治理浅埋深、大漏风火区

针对龙华煤矿浅埋深煤层工作面存在上覆房柱式采空区和废弃巷道形成的大漏风火区和火灾气体威胁等难题,设计并实施了均压防灭火技术措施,通过采用调节风窗和局部通风机联合均压的方式,均衡了大漏风火区内主要漏风通道两端的风压,使得整个大漏风火区基本处于均压状态,改变了通风系统内的压力分布,抑制了火灾气体涌入本煤层工作面,从而有效遏制了上覆煤层老窑及地表露天矿剥离引起的大规模明火燃烧对本煤层工作面回采的影响。     

煤层底板水害预测与超前预治理技术

煤矿水害防治工作是煤矿安全生产工作的重中之重。针对煤层底板水害防治问题,介绍了实际生产过程中针对掘进工作面和回采工作面突水危险性预测的常规方法,对其优缺点进行综合分析,从而进行煤层底板突水危险性的预测评价,进而制定工作面超前预治理的技术方案,主要包括应用煤层底板含水层注浆改造技术对煤层底板突水可能性大的区域进行注浆改造,或利用煤层底板含水层疏水降压技术对危险区域进行疏水降压。上述这些措施的使用,最大限度地避免了水害事故的发生,实现了安全开采。     

高压水射流割缝及其对煤体透气性的影响

基于高压水射流割缝卸压增透技术,对割缝后瓦斯抽采和煤体透气性的变化进行了研究;分析了地应力和瓦斯压力对煤体透气性的影响;根据现场实际割缝工艺建立模型,采用FLAC软件模拟计算了割缝煤体卸压影响范围的变化特性;采用相似物理模拟实验的方法建立相似模型,测定煤体在割缝卸压变化过程中透气性的变化规律;并进行了现场试验验证与应用。研究表明：高压水射流割缝后煤体周围会产生卸压,煤体透气性随割缝卸压影响而增大;现场试验结果显示,割缝后煤体透气性增大至原来的113倍,抽采有效影响半径扩大1倍。     

煤中可溶有机质对瓦斯吸附与解吸特性的影响

为了研究煤中可溶有机质对瓦斯吸附与解吸特性的影响,在常温、常压下,用四氢呋喃抽提了淮北矿区的青东8煤、许疃3煤和孙疃8煤中的有机质,对比分析了原煤和残煤的瓦斯吸附量,常压真空解吸量和放散初速度Δp的变化规律。结果表明：抽提后,青东8煤和许疃3煤瓦斯吸附量减少,抽提前后瓦斯吸附增量随压力增加先增大后减小,Δp减小;孙疃8煤瓦斯吸附量无明显变化,Δp增大;3种煤样的常压真空瓦斯解吸量均增大。分析认为：突出煤层中,瓦斯溶解于煤中可溶有机质,形成固溶体,增加了煤层瓦斯含量,提高了瓦斯放散速度,煤层突出危险性增大;非突出煤层中可溶有机质占据了部分孔隙,可减缓瓦斯释放,降低瓦斯释放速度。     

唐口煤矿大直径钻孔防治冲击地压的研究与应用

为防治唐口矿开采过程中煤层冲击危险的问题,在选取大直径钻孔卸压措施基础上,采用理论分析、数值模拟的方法研究了大直径钻孔卸压机理,并在现场实测基础上对钻孔煤粉量、破坏情况及区域应力进行分析。结果表明:大直径钻孔能够有效地缓解巷道围岩能量积聚,降低煤层冲击危险性。     

大断层下盘采动对上盘煤层影响的相似材料模拟

针对运河煤矿落差60~265 m的F₁₀逆断层下盘厚煤层开采实际,采用相似材料模拟方法,研究了大断层下盘采动对上盘煤层的影响。研究结果表明：下盘厚煤层开采后,F₁₀断层附近压力增大且应力分布受到较大影响,断层下盘压力远大于上盘压力,在断层附近产生应力集中;工作面开采对断层上盘煤层的变形和应力影响较小,煤岩性质不会发生大的变化,对上盘煤层开采影响不大;距离采动区域较远的DF₁₄断层区域也受到工作面开采轻微影响。