基于微震监测的煤岩破坏与瓦斯涌出关系研究

为得到综放工作面回采过程中瓦斯涌出的变化规律,在东瑞煤矿S2205综放工作面现场实测研究煤岩破坏的微震监测和瓦斯涌出.现场实测结果证明:在工作面前方微震事件随工作面的推进而不断增大,发生微震事件峰值的时间一般略早于工作面周期来压,但是出现瓦斯涌出量峰值的时间略晚于工作面周期来压,通过微震事件变化情况间接得到瓦斯涌出规律...     

松软厚煤层综放面瓦斯涌出规律

屯留煤矿S2205面采用综采放顶煤工艺回采,瓦斯相对涌出量为6.13 m3/t(按抽放后瓦斯残存量计算),属高瓦斯工作面。为防治综放面瓦斯超限,对S2205综放面矿压显现及瓦斯涌出量进行了观测。在总结其规律的基础上,分析研究了矿压显现对瓦斯涌出量的影响。结果表明:初次来压后,瓦斯涌出量呈周期性变化,其步距与周期来压步距基本相等,来压时绝对瓦斯涌出量是来压前的1.29倍,且一般瓦斯涌出量峰值滞后于采场压力峰值1 d左右。     

综放工作面矿压显现与瓦斯涌出关系研究

针对余吾煤业S2205综放工作面地质开采条件,对工作面矿压显现和瓦斯涌出进行了观测,得到了综放工作面矿压显现特征及其与瓦斯涌出的关系,为高瓦斯综放工作面瓦斯防治工作提供了参考。     

基于微震和应力动态监测的煤岩破坏与瓦斯涌出关系研究

采用微震监测技术、应力实时在线监测技术对方山矿新井11041工作面回采过程中煤岩破坏与应力变化进行了实测研究,结合工作面抽放和风排瓦斯涌出量监测数据,得到了综采工作面煤岩破坏、应力变化和瓦斯涌出三者之间的关系。研究表明:1)微震事件能量峰值的出现略早于工作面前方煤体应力极值和瓦斯抽放指数峰值,而工作面风排瓦斯涌出量峰值又略晚于瓦斯抽放指数峰值,可以根据微震事件能量变化来间接反映工作面煤体应力变化和瓦斯涌出情况;2)工作面基本顶的周期性运动是诱发工作面风排瓦斯涌出量周期性变化的主要原因,当基本顶周期性断裂时,采空区瓦斯涌出增大,工作面风排瓦斯含量变大,且瓦斯主要来源于采空区积聚瓦斯。     

高瓦斯煤层综放工作面瓦斯运移规律实测研究

以某矿S2205综放工作面为例,通过长期现场观测并结合数值模拟对综放工作面的瓦斯涌出规律进行研究,得到S2205工作面瓦斯涌出量的不同来源及各自所占比例,其中采空区内的瓦斯涌出量约占到工作面风排瓦斯涌出量的48.1%。同时对开采初期和正常回采期间的瓦斯涌出变化情况进行了统计和分析,发现瓦斯涌出量的变化与工作面矿压显现有着直接的联系,基本顶的垮落造成工作面前方煤体裂隙扩大和增加,并挤压采空区而导致瓦斯涌入工作面,造成工作面瓦斯涌出量的增大甚至超限。通过对综放工作面瓦斯涌出规律的分析,可以为高瓦斯综放工作面的瓦斯防治提供指导依据。     

坚硬顶板综放开采周期来压期间瓦斯涌出规律及治理

根据宽沟煤矿Ⅰ010202综放工作面的矿压观测和瓦斯监测数据,分析了基于矿山压力变化的采场瓦斯涌出规律,研究结果表明:工作面瓦斯涌出量随工作面支架工作阻力增大而增大,周期来压期间瓦斯涌出量明显大于其他时期,并且瓦斯涌出周期与顶板周期来压时间几乎同步,瓦斯涌出时间略滞后于顶板周期来压时间。采用上隅角与工作面中巷长短距离高位钻孔、插管抽放等措施进行瓦斯治理,其效果良好。     

综放工作面矿压显现与瓦斯涌出量的关系

为了研究综放工作面矿山压力显现对瓦斯涌出量的影响,以赵庄二号井1304综放工作面为工程背景,采用在线监测的方法,对工作面超前支承压力、顶板周期来压和瓦斯涌出量进行实时监测。通过分析实时监测数据得到:工作面前方煤体受支承压力作用发生破坏,煤体裂隙、渗透系数变大,导致工作面瓦斯浓度变大。工作面直接顶发生破断,前方煤体处于应力降低区,煤体裂隙扩张,部分吸附态瓦斯向游离态转变,增加了工作面瓦斯含量。工作面顶板来压发生在瓦斯涌出增大之前,一般周期来压1~2 d后出现瓦斯涌出量峰值。     

微震监测技术在复杂地质煤矿开采优化及顶板控制中的应用

随着枣泉煤矿向深部开采,出现了矿压显现剧烈、巷道变形量大、工作面超前范围支护困难等问题,严重制约矿井安全、高效生产。通过提出在矿井布置微震监测系统,实时全方位监测岩体裂隙时空演化、破坏的过程,并对130203综放工作面的微震监测数据分析。结果表明,微震事件高密度区为煤层顶板上方40～120 m范围;工作面推进度较大时释放能力较大,围岩活动较为活跃;工作面煤壁前方124 m附近微震事件较为集中,为超前应力峰值区。微震监测数据可为工作面推进度管理及顶板岩层弱化位置、超前支护距离确定等提供科学依据。     

首采综放工作面坚硬顶板控制与工程实践

采用支架压力在线监测、微震监测、工作面上隅角瓦斯涌出监测等手段,研究了宽沟煤矿B2煤层首采综放工作面坚硬顶板矿压显现特征及控制问题。结果表明:首采综放工作面初次来压步距达到62.2 m,工作面中上部来压剧烈,下部顶煤冒放性差,采用巷道超前深孔预裂爆破不能有效解决坚硬顶板问题,由此实践了工艺巷深孔预裂爆破弱化坚硬顶板,工艺巷爆破后,围岩活动剧烈程度明显降低,周期来压步距由28 m降低至17.8 m,有效解决了坚硬顶板带来的安全隐患问题。     

高强综放开采覆岩破断与瓦斯涌出微震响应规律及应用

为了解决高强度综放开采条件下的工作面卸压瓦斯治理问题,以王家岭矿12302综放工作面为研究对象,采用微震监测技术对工作面推进过程中产生的微震事件进行监测记录,配合工作面瓦斯涌出量监测,对工作面在推进过程中上覆岩层的破断情况和裂隙演化进行了分析,得出了微震事件发生与瓦斯涌出定量的表征关系,然后对工作面高位钻孔布置参数进行了调整,并对调整后的钻孔抽采效果进行了检验。结果表明:12302工作面周期来压步距在21 m左右,采动覆岩裂隙带主要分布在采空区顶板两侧,高度在55m左右。工作面瓦斯涌出量和微震事件的频次呈线性相关,拟合公式为y=4.82+0.0037x,可以根据此公式和监测所得的微震事件频次来预测工作面的瓦斯涌出量。调整布置参数后的高位钻孔瓦斯平均抽采浓度和抽采纯量为7.9%和1.16 m3/min,抽采效果较好。     

冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制及控制

针对冲击地压采面瓦斯异常涌出问题,在统计分析多个冲击地压采面瓦斯涌出异常诱发因素的基础上,研究了冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制、瓦斯异常区划分方法及防治技术。研究结果表明:冲击地压采面瓦斯异常涌出影响因素主要有煤（岩）固有冲击属性、瓦斯含量（压力）、开采深度、坚硬顶板、地质构造、开采技术条件等;冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制是煤（岩）层冲击或震动,造成应力集中区域突然卸压、裂隙扩展,大量卸压瓦斯解吸扩散并涌向采场,工作面后方采空区随着顶板断裂,瓦斯被突然压出,造成瓦斯涌出异常。在治理冲击地压采面瓦斯时,采前需预评价、预分区、预处理,开采过程中,可以实施钻孔卸压、顶板预裂爆破、煤层注水、深孔爆破、瓦斯抽采、强化支护等措施,以降低冲击地压及伴生瓦斯异常涌出危险。研究结果在宽沟煤矿I010202工作面得到了应用,取得了良好的效果,确保了工作面的安全回采。     

冲击地压工作面瓦斯异常涌出原因分析及防治技术

针对冲击地压工作面瓦斯异常涌出问题,在统计分析多个冲击地压工作面瓦斯涌出异常诱发因素基础上,研究了冲击地压工作面瓦斯异常涌出原因分析及防治技术。分析结果表明:冲击地压工作面瓦斯异常涌出影响因素主要有煤岩固有冲击属性、瓦斯含量（压力）、开采深度、坚硬顶板、地质构造、开采技术条件等。冲击地压工作面异常涌出防治技术是在开采过程中实施钻孔卸压、顶板预裂爆破、煤层注水、深孔爆破、瓦斯抽采、强化支护、综合监控监测及安全防护等措施,降低冲击地压及伴生瓦斯异常涌出危险。研究结果在宽沟煤矿I010202工作面实施应用,取得了良好的效果,确保了工作面的安全回采。     

构建完善的采掘工作面自动排水系统

煤矿采掘工作面空间狭小,涌水一般含有较多煤泥、岩粉等混浊物,再有注浆放浆浆液混入,其混浊性能严重影响排水系统的正常运转,采用紊流与大断面降速沉淀原理,构建采掘工作面清淤维护的小水仓、大排量的自动化排水系统,有效解决涌水较大的采掘工作面安全采掘的难题。     

伪倾斜后高抽巷瓦斯抽放技术在石港矿的应用

为了解决石港煤矿综放工作面初采期瓦斯涌出不均匀,严重威胁矿井安全生产的问题,分析了综放工作面初采期瓦斯涌出特征,在15111综放工作面采用伪倾斜后高抽巷抽采初采期瓦斯技术,结果表明:初采期间,基本顶垮落之前,伪倾斜后高抽巷的瓦斯抽采量达到24.58～75.25m3/min,工作面初采期未出现瓦斯涌出峰值,有效地防止了工作面瓦斯超限事故。     

综合地球物理勘探技术保障煤矿深部资源的科学开采

煤矿在向深部开采的过程中,会遇到一系列比浅部更困难的问题,如:巷道围岩变形和冲击矿压、煤与瓦斯突出、水灾及高温热害等.通过分析,深部问题会引起岩(矿)体产生相应的物性异常,认为可发挥综合地球物理勘探技术的优点,预先探测出深部开采中可能会遇到的哪些具体问题.指出综合地球物理勘探是保障煤矿深部科学开采的重要技术.     

采动裂隙网络实时演化及连通性特征

以平顶山煤业集团八矿己15-14120采煤工作面为试验基地,借助改进后的本质安全型钻孔裂隙窥视仪,实时采集采煤工作面前方煤岩体裂隙网络随工作面推进的演化过程。结合分形几何理论与裂隙岩体连通率投影算法,揭示了采动影响下,工作面前方裂隙网络演化分形特征及连通率变化规律。结果表明：采动对平煤八矿己15-14120采煤工作面上覆岩层裂隙网络沿开采方向的影响范围约为50 m;随着工作面不断接近试验测点,煤岩体采动裂隙网络分形维数总体呈上升趋势,并与矿压分布有较好的对应关系;同时,煤岩体连通率随采煤工作面推进上升趋势明显,可依次分为线性缓慢增长阶段、指数增长阶段及平稳阶段。     

倾斜厚煤层综放工作面端头矿压特征分析

 倾斜煤层综放开采,采煤工作面的矿山压力显现受到煤（岩）层倾角的影响。较长工作面的顶板往往呈纵向O-X型破断,顶板来压在工作面方向出现不同步特征,两端头的顶板先破坏。通过对3301工作面两端头位置的矿压现场在线监测,结合工作面矿压显现进行顶板来压特征分析,得出了该工作面顶板运动变化规律、周期来压步距及两端头矿压变化规律。同时分析了液压支架的工作状态,检验了工作面的支护质量,为提高顶板管理水平及后续生产提供指导。     

厚煤层综采面覆岩破坏及控制应用研究

为了解决由于煤层的赋存及采面的快速推进使得采面覆岩的破坏程度增大、造成采面围岩的变形破坏进一步加大、工作面支架的支护难度增大等问题,通过理论分析结合现场实测等方法,对工作面支架及来压步距进行分析,得出厚煤层大采高采面覆岩破坏规律,并提出厚煤层综采覆岩控制支护方案,有效地解决厚煤层综采面的矿压显现及覆岩破坏问题。     

近距离下煤层开采岩层破断微震监测研究

在我国,近距离煤层赋存和开采所占比例很大,而吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10 m的可采储量占总储量的80%,所以研究近距离下煤层开采岩层破断微震监测技术具有重要的现实意义。针对木瓜煤矿近距离下煤层109工作面巷道支护、区段煤柱的合理宽度确定的技术难题,基于微震监测原理理论,采用现场监测的方法,对工作面回风巷的上覆岩层破断的时空位置、能量和微震事件分布形态特征等随工作面推进的变化进行监测,确定109工作面侧向矿山压力分布规律、上覆岩层的破断规律及破坏程度,为确定区段煤柱的合理宽度提供现场科学数据,实现近距离煤炭资源的安全高效回采。     

山西组3~#煤上覆岩层涌水规律及防治措施

结合兖矿集团有限公司开采山西组3#煤时的涌水资料,研究总结出影响3#煤上覆岩层涌水的相关因素和涌水规律,3#煤上覆岩层涌水强度与开采区域(新开采区和浅埋区)、构造发育状况、矿压显现及工作面开采厚度、推进速度密切相关;上覆岩层涌水往往来水突然、来势猛、水量大,并且具有近似周期性变化的特点。同时总结提出多条具体的3#煤上覆岩层水防治措施,为类似条件开采水害防治提供借鉴。