遗留煤柱对开切眼掘进应力集中影响及冲击地压防治

多煤层开采时,上覆遗留煤柱会造成下层煤体的应力集中,严重时会引发冲击地压灾害。针对鹤岗矿业公司峻德矿21层一段工作面切眼掘进过程中上覆遗留煤柱的实际情况,通过分析17层煤柱载荷作用下应力分布规律,为矿方安全掘进提供了分析数据,提出了有效的开切眼贯通前后卸压措施,保证了工作面的安全开采。     

张双楼矿9421工作面切眼冲击地压防治技术研究

随着我国浅部可开采煤炭资源逐渐减少,开采逐渐向深部探索,开采深部资源面临着许多困难。其中,冲击地压是深部煤炭资源开采中较突出的危害之一,对煤矿安全生产影响极大,且发生事故造成损失巨大。张双楼煤矿9421工作面开切眼在贯通过程中出现了明显的矿压显现现象,顶板下沉变形剧烈,支架受压大,且切眼工作面有明显爆破震动感,能清晰听见轰隆声响。经相关技术手段分析监测,该工作面切眼具有较高冲击危险性。文章针对9421工作面分析,根据国内外专家学者研究成果结合该矿井生产实际,采用超前预卸压手段和补强支护手段对冲击地压进行安全防治。     

开切眼附近发生冲击地压的力学机理分析

在开切眼附近,存在多种应力,比较复杂,开挖或推采时,破坏了原有的应力场平衡,形成二次应力,即又有一次应力的转移与集中,这是切眼附近发生多应力综合作用下诱发冲击地压的力学机理。通过分析这一机理,能够有效地减少冲击地压发生的概率,指导安全生产。     

冲击地压矿井回采巷道快速掘进技术研究

根据冲击地压条件下影响快速掘进的因素,通过实施分区管理、分类防治,不断的工程探索和动态的防冲设计,适时调整卸压钻孔孔径、数量、间距及深度等参数;通过优化支护参数,确保安全施工,通过优化劳动组织,提高劳动效率,形成了一套复杂条件下防冲差异化卸压与安全高效掘进相结合的技术体系。在保障安全前提下,招贤煤矿在冲击地压条件下,1304风巷掘进期间最高月进尺为193 m,1304机巷掘进最高月进尺为174 m,施工工期较原计划缩短约1个月,有效解决了工作面接续紧张的情况,为矿井持续健康发展创造了条件。     

湖下深井掘进工作面冲击地压防治技术

山东省岱庄生建煤矿湖西矿井井深-800m,煤层为3上煤层,根据煤科总院北京开采所岩石力学实验室鉴定,3上煤层及3上煤层顶板具有弱冲击倾向性,为确保湖下深井31105掘进工作面安全掘进,对31105掘进工作面进行冲压防治。     

千米深井掘进工作面冲击地压防治技术

通过对掘进工作面的煤岩冲击倾向性、埋藏深度、顶板特性、底煤厚度和地质构造等冲击地压影响因素进行分析,得出高家堡煤矿一盘区回风大巷已经具备了发生冲击地压的条件。因此,在巷道掘进中通过实施大直径钻孔卸压和爆破解危措施开展了冲击地压预防和控制技术的研究工作,并通过钻屑法对防冲效果进行了检验,结果表明:卸压后,各巷道煤粉量均未超标,确保了掘进工作面的安全生产。     

近直立特厚煤层上覆煤柱下巷道掘进冲击地压防治实践研究

以近直立特厚煤层终采线煤柱下掘进过程中遇到冲击地压问题为工程背景,通过数值模拟、理论分析和现场实践的方法,研究了保护煤柱下方掘进面开采过程中冲击危险程度的变化,提出了相应的防治手段和检验措施。研究发现,巷道掘进影响了终采线煤柱区域应力分布状态,增加了终采线煤柱区域应力集中范围及冲击危险性;掘进工作面经过煤柱边缘应力集中区时,前方应力峰值较大,围岩冲击危险性较高。根据PDCA管理模式提出了理论分析→实施解危→效果验证→掘进实践→优化调整→效果验证的双循模式管控,通过实施迎头密集大孔径卸压孔和全方位高压注水软化等系统性防治工程,并采用微震、地音、电磁辐射等技术进行效果验证,实现了掘进工作面安全通过煤柱影响区域,为矿井冲击地压防治提供了参考和借鉴。     

不规则煤柱影响下旋采工作面冲击地压防治技术

唐口煤矿3303工作面初采期间存在多个不规则煤柱,对工作面的围岩应力状态和分布规律造成了不利影响,工作面存在冲击地压发生可能性。为了防止工作面初采期间冲击地压的发生,对工作面初采期间的应力状态进行了数值模拟研究,分析了倾斜推进、旋采和水平推进3个阶段的工作面围岩应力状态变化及其冲击危险性,划分了6个冲击地压危险区域。回采过程中对危险区域进行应力监测,若发现危险立即采取放炮卸压措施解除冲击地压危险。实践证明通过冲击地压危险区域的划分和危险性分析．继而采取相应防范措施可有效地防止工作面冲击地压的发生。     

突出煤层掘进巷道冲击地压防治技术

为了在垂深1 100 m、具有严重煤与瓦斯突出和冲击地压危险的煤层进行安全快速掘进,消除冲击地压和煤与瓦斯突出危险,应用巷道钻孔松动爆破卸压技术.通过对冲击地压发生机理和钻孔松动爆破卸压理论分析,研究了深井煤层卸压原理,确定了巷道钻孔松动爆破卸压技术参数和施工工艺.试验结果表明:利用瓦斯抽排巷道对掘进煤层进行打钻和松动爆破,在一定范围使突出煤层卸压、排放瓦斯,可使原始高地应力场发生改变,并沿巷道掘进方向向前方煤体和巷道两帮深部转移,同时提高煤层透气性,使高压瓦斯加速排放,减少了突出势能,有效防治煤与瓦斯突出和冲击地压.     

连续尖角煤柱影响工作面冲击危险分析与防治研究

以东滩煤矿14320工作面为工程背景,采用数值模拟、理论分析和工程实践等方法,分析了该工作面煤岩冲击倾向性、地质构造、地应力和坚硬顶板等冲击地压影响因素,研究连续尖角煤柱影响区域应力场演化特征,采用综合指数法和多因素耦合评价方法划分工作面冲击危险区域及危险程度,并采取相应的防治措施。结果表明：工作面回风平巷侧受连续尖角煤柱影响,其应力集中程度大且连续尖角煤柱具有应力累积效应,为强冲击危险区域;运输平巷受3条断层和开采扰动共同影响,为中等冲击危险区域;开切眼巷道受50.2 m矿界煤柱影响,为弱冲击危险区域。针对以上冲击危险区域,采取煤层注水、大直径钻孔和钻屑法等综合解危措施,经验证效果良好。     

深部不规则孤岛煤柱区冲击地压机理及防治

针对某矿中央采区深部不规则孤岛煤柱区冲击地压防治问题,基于理论分析、数值模拟、现场实践等方法对煤柱区冲击地压机理进行研究,制定煤柱区煤岩强度弱化减冲方案.基于煤柱区空间覆岩结构特征,辨识不同煤柱尺寸下煤体支承压力分布形态,揭示深部不规则孤岛煤柱区煤体失稳冲击机理.研究表明,孤岛煤柱区在竖向剖面上为非对称"T"型覆岩结构...     

遗留煤柱诱发冲击地压机理及其防治技术研究

以某矿5301工作面40 m宽遗留煤柱为背景,通过理论计算和数值模拟得到遗留煤柱的垂直应力分布特征,并基于此研究了诱发冲击地压的机理:遗留煤柱未受工作面回采影响之前,所受阻抗力大于冲击力,发生冲击地压的可能性较小;但在回采阶段,工作面超前支承压力和煤柱原有应力叠加,造成冲击力大于阻抗力,冲击危险性大大增强。据此划分危险区范围及危险程度,通过对危险区实施预卸压和解危措施,使得工作面安全通过遗留煤柱危险区。应力动态监测结果验证了分析结果的准确性。     

煤矿深部开采冲击地压灾害结构调控技术架构

为实现上覆煤柱影响区冲击地压的整体可控性,提出利用复合弱化结构进行冲击能量耗散,在阐述复合弱化结构定义、分类和弱化度及上覆煤柱导致冲击地压发生机理的基础上,分析了复合弱化结构的防冲力学机制。结果表明：弹性能指数、冲击能指数随复合弱化结构弱化度的增大而降低;复合弱化结构将冲击危险区域的弹性能分段耗散,能有效改变煤岩弹性能释放模式;对既定的残留煤柱采用顶板(煤)预破坏措施实现冲击能量的耗散。在唐山矿煤柱区域进行了现场试验,采取整体耗能措施后,冲击危险区域的钻孔应力值和钻屑量均小于发生冲击地压的临界值,保证了煤柱区的安全生产。

     

高煤公司冲击地压防治实践研究

在枣矿集团高庄煤业公司西十一采区冲击地压防治实践的基础上,结合冲击地压致因和一些冲击地压矿井的防治经验,研究探讨了冲击地压防治工作技术路径和有利于生产现场防冲安全、降低冲击灾害的生产组织方法,为矿井冲击地压防治发挥了一定作用。     

工作面端头L形区煤柱体诱发冲击机理及防治研究

为了研究深部开采工作面端头L形区煤柱体失稳诱发两类典型的巷帮冲击地压,基于宝积山煤矿705综放工作面5次冲击地压显现与工作面推进位置关系,分析了一定围压条件下煤柱体的受力状态和力学响应,并推导出了煤柱体失稳破坏与作用载荷的关系。利用FLAC3D软件应变软化模型模拟研究了集中静载荷和动载荷组合作用下煤柱体的应力-应变特性,结果表明:初始静载荷变化对煤柱体失稳发生冲击的影响作用要高于动载荷变化,集中静载荷起储存冲击能作用,动载荷起诱发冲击作用。提出锚网索支护+高压水射流巷帮卸压协同作用防治巷道冲击地压方法,模拟分析显示围岩应力分布满足强弱强(3S)三重防冲结构,围岩结构弯矩分布均匀合理。本研究为协同作用防治巷道冲击地压提供了理论依据。     

千米深井采面过上覆停采线煤柱冲击矿压防治研究

基于曙光煤矿95208工作面的实际条件建立冲击矿压控制体系,对其进行冲击危险分析。结果表明:工作面过上覆7煤停采线进入煤柱区开采覆岩运动剧烈、应力高度集中,整体处于高冲击危险区;工作面主要冲击影响因素为停采线煤柱、大采深、强冲击倾向性等;工作面回采前进行大直径钻孔、顶板预裂爆破预卸压,回采期间采取煤体爆破卸压解危措施。研究成果为类似条件下煤岩动力灾害防治提供借鉴和指导。     

强动压煤体劣化下巷道位置与围岩控制技术研究

针对强烈动压影响下煤体力学性质劣化严重、围岩变形大、难维护的问题,采用理论分析、数值模拟及现场试验的手段,对强动压下巷道围岩变形控制技术进行了系统研究。研究结果表明：强烈动压影响下煤柱帮内部出现多组破碎带,煤体单轴抗压强度平均降低24.25%,锚索锚固力降低27.2%～42.7%,煤柱帮承载力大幅下降成为弱帮,弱帮压缩横移诱发强动压下巷道变形失稳。基于巷道变形失稳机制,进行了数值模拟分析,确定了合理护巷煤柱尺寸为10 m,提出了弱帮强支、性能匹配、高预应力水平均衡和相互补充的巷道控制对策,设计了钢棒与锚索联合支护方案,并进行了井下工业性试验。工程实践表明,合理巷道位置及新型支护方案能够有效控制巷道围岩变形,降低巷道断面收敛率33.7%,锚索、钢棒未出现破断,满足正常生产要求。     

冲击地压矿井采区下山保护煤柱合理宽度研究

留设合理宽度的采区下山保护煤柱是防范采区下山发生冲击地压的关键。为探讨冲击地压矿井采区下山保护煤柱宽度的确定方法,以李楼煤矿采区下山保护煤柱合理的宽度确定为工程背景,运用矿压理论研究了工作面向采区下山推采过程中覆岩运动规律、支承压力演化特征、冲击地压类型及其发生机制,分析了现场工作面推采过程中的微震监测数据和应力动态监测数据,综合确定了李楼煤矿工作面采动影响范围,提出了以防范各类冲击地压为原则的采区下山保护煤柱宽度的综合确定方法,并进行了工程验证。结果表明:①随着工作面向采区下山推进,采区下山保护煤柱宽度逐渐减小,工作面超前支承压力与采区下山侧向支承压力及两翼工作面超前支承压力将发生叠加、集中,震动附加应力与采区下山侧向支承压力叠加程度逐渐增大;②采区下山可能发生静动载叠加型、应力叠加型和蠕变型等3类冲击地压;③工作面超前、滞后采动影响距离为235 m,侧向采动影响距离为105.5 m;④从防范采区下山动静载叠加型、应力叠加型和延后蠕变型冲击地压的角度,综合确定李楼煤矿采区下山一侧保护煤柱宽度应不小于235 m。回采后期现场监测结果与收尾情况初步验证了当前李楼煤矿采区下山一侧保护煤柱240 m的合理性。     

孤岛煤柱工作面冲击矿压的防治实践

三河尖煤矿是国内最为严重的冲击矿压矿井之一 ,近年来在东翼厚煤层区域回采的三个孤岛煤柱工作面先后发生过多次冲击矿压 ,本文就此结合已有经验对较为典型的 91 0 1工作面冲击矿压监测与防治的实践进行总结