矿井群冲击地压发生机理与控制技术探讨

大型地质体控制下,相邻矿井开采过程中时常发生冲击地压。为研究大型断层和巨厚砾岩层顶板条件下两个相邻矿井间相邻工作面开采过程中冲击地压的发生机理,以义马矿区跃进矿23070工作面和常村矿21220工作面为实际工程背景,对两工作面回采期间冲击显现特征和微震事件时空演化及能量特征展开现场实测分析,并对井间覆岩结构应力分布开展理论分析和数值模拟。研究结果表明,义马矿区F16逆冲断层的活化运动和巨厚砾岩层的整体控制作用,为冲击地压的孕灾提供了力源条件,井间相邻工作面同时回采期间,采空区上覆岩梁与井间煤岩柱系统构成“非对称T形”结构,21220工作面煤体冲击导致应力转移至井间煤柱和23070工作面,从而诱发23070工作面冲击;井间开采扰动导致应力转移并诱发冲击地压,与滞后开采工作面初始冲击强度及推进长度具有密切关系;基于理论与工程实测结果,提出了以弱化矿井间高应力传递的结构链为核心的井间“弱链增耗”防冲技术。为巨厚砾岩层顶板矿井群开采条件下相邻矿井工作面冲击地压发生机理及控制技术的研究提供理论基础。     

某矿103_下04工作面冲击地压灾害区域划分及治理

某矿井开采的3下煤层埋深约520 m,为防止工作面发生大面积冲击灾害,以该矿103下04工作面为工程背景,首先分析了该工作面具有冲击地压危险的区域,将该工作面冲击地压灾害区域划分为一般冲击危险性区域、弱冲击危险性区域;然后根据冲击威胁程度分别制定了断层区域、煤层厚度变化区域、褶曲构造区域的冲击灾害防治措施。研究表明:对103下04工作面危险区域采用钻孔卸压措施对于防治工作面冲击地压灾害有一定的成效,可供类似矿山工作面冲击地压治理参考。     

冲击地压危险性预评价与实践

 基于采动高集中应力对冲击地压的显著影响作用,采用有限差分数值方法对开采区域分采区、工作面以及巷道,进行了冲击危险区域划分,认为千秋煤矿21141及21161始终在高集中应力带中开采,21141下巷冲击危险程度最大;利用弹性基础梁“见方”理论划分得出,21141工作面回采过程中将经历七个危险时期,其中五次为工作面与邻近已采工作面见方时期;一次为工作面顶板初次来压时期;一次为工作面过F3-9断层时期。第六危险期为特别危险期。在危险区域、危险时期划分基础上,进行了冲击地压监测与防治实践,实践表明,对冲击地压煤层预先进行冲击危险区域、危险时期划分,有效指导了回采期间冲击地压监测与防治工作,使得回采期间冲击地压监测与防治工作效率化、节约化的同时,杜绝了灾害性冲击地压的发生。     

恒大煤矿“卸—支”双强耦合防治冲击地压实践#br#

恒大煤矿属于具有强冲击地压倾向的矿井，以矿井5366工作面为工程背景，对工作面冲击地压防治技术进行分析。在工作面冲击危险区域划分的基础上，对冲击危险区域采取“卸—支”双强耦合技术防治冲击地压。5366工作面开采实践表明：“卸—支”双强耦合技术防治冲击地压效果显著，保证了工作面安全高效生产。     

复杂地质条件下高冲击危险工作面冲击地压防治技术

 摘要：随着矿井开采深度的不断增加,受冲击地压灾害危害和制约越来越突出,冲击地压防治技术也越来越受重视,本文就开采深度大、条件复杂、冲击地压危险性非常高的16300工作面回采期间需要经过的工作面见方、沿“梯形煤柱”开采、向采空区开采、沿空开采等冲击地压高危险区域,根据不同条件提出不同的冲击地压防治技术,目前该工作面高危区域已经安全通过,取得了很好的效果,为复杂条件下高冲击危险工作面冲击地压防治技术提供了很好的参考经验。     

常村煤矿21150综放工作面冲击地压综合防治技术

为解决义马煤田常村煤矿深部开采综放工作面冲击地压灾害防治难题,在采用综合指数法对21150工作面冲击危险程度评价的基础上,将该工作面划分为6个重点冲击地压危险区域,以助于有针对性地采用不同的巷道防冲支护方式;通过煤体应力、微震及钻屑监测进行综合预警,并利用PASAT-M微震CT透射技术对重点冲击危险区域进行煤岩体应力探测,详细标定冲击危险区的分布范围;对重点冲击危险区域采取钻孔卸压、煤层注水、断底爆破等综合防治冲击地压措施,及时利用钻屑法进行卸压效果检验,实现了整个工作面安全顺利回采。     

钻屑检测法在防治煤矿冲击地压中的应用研究

采用煤矿冲击区域钻屑检测量与煤体应力变化的研究成果,根据钻屑法在检测冲击危险程度过程中存在的煤体水平应力与垂直应力不等原理,结合义煤公司跃进煤矿防冲工作面钻屑法应用情况,建立了钻屑检测量和煤体应力之间的定量关系,得出防冲工作面煤体应力变化规律,确立了防冲工作面超前应力集中分布区域和钻屑检测临界值,为矿井制定针对性的防治冲击地压措施、最大限度地降低因冲击地压造成的危害提供技术支撑。     

深部大倾角厚煤层开采能量演化规律与冲击地压发生机理

针对某矿大倾角厚煤层高应力区工作面开采期间强矿震事件频发的问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测方法对其开采能量演化规律、冲击地压机理开展研究.建立了倾斜悬顶结构力学模型,理论分析了工作面顶板能量分布特征,确定了工作面下部端头、中上部为悬顶弯曲变形能积聚程度高的2个重点区域;模拟结果表明,大倾角厚煤层顶板能量积聚于工作面下部端头、中上部区域,底板能量积聚于工作面下部端头区,能量积聚区域呈明显不对称分布;受下层煤局部缺失影响,大倾角厚煤层工作面围岩应力、能量峰值分别增高12.7％,46.2％,能量积聚范围扩大;基于大倾角厚煤层开采能量分布特征及诱冲机理,提出工作面冲击地压防治思路和重点区域,制定了顶板定向深孔爆破释能降载防治方案,有效降低了倾斜悬顶应力、能量水平,避免了大倾角厚煤层高应力区冲击地压的发生,可为类似条件下工作面冲击地压防治提供借鉴指导.     

强冲击工作面冲击危险因素分析与危险区域划分

针对三河尖煤矿92206工作面开采条件进行研究,确立影响工作面采掘活动的主要冲击地压危险因素,分段分析各区域冲击危险程度,并划分区段冲击危险等级,指导强冲击工作面的冲击地压防治和采掘工作,实现安全生产。     

保护层不对称卸压工作面分区防冲技术

为有效防控保护层不对称卸压工作面冲击地压的发生，以唐山矿0291工作面为工程背景，采用理论分析和数值模拟等方法，分析了工作面发生冲击地压的影响因素及发生区域。结果表明：煤层开采深度、煤层及其顶板的冲击倾向性、上保护层遗留煤柱、本煤层采空区煤柱及厚硬顶板是诱发冲击地压的潜在影响因素;工作面回采前，受上保护层遗留煤柱及本煤层采空区影响，0291工作面两巷应力呈不对称分布，回风巷高应力区主要位于0250采空区切眼及终采线下方，运输巷高应力区主要位于0251采空区切眼下方;工作面回采阶段具有明显的分区特性，回采初期，运输巷围岩超前应力高于回风巷，应加强运输巷的监测并及时采取防冲措施;当工作面进入0251采空区下方时，运输巷围岩应力迅速降低，防治重点应由运输巷转移至回风巷。依据数值模拟分析结果，划分了冲击危险区，提出了工作面回采过程中的分区防治措施。现场监测结果表明，采取的措施可以有效降低冲击地压的发生。     

常村煤矿冲击地压频发区应力分布特征研究

以常村煤矿21132工作面冲击地压显现为研究背景,通过对掘进及回采期间冲击地压事件分析,揭示了煤柱高应力叠加是造成冲击地压事件发生的主要原因。根据该工作面地质条件、开采背景等,采用数值模拟对该面周围的工作面实际开采情况进行模拟,得出了2111工作面、延伸工作面和采空区煤柱产生的高应力对21132工作面回采的影响,同时得出了随着工作面的回采,21132巷道系统应力分布的变化特征,说明该工作面冲击地压频发是由于巷道布置不合理导致应力叠加造成的。     

跃进煤矿冲击地压预测与综合防治

分析了跃进煤矿23130工作面冲击地压的影响因素,利用电磁辐射法、钻屑法、微震法等对该工作面冲击地压进行了预测,并采取了一系列有针对性的防治措施,有效解决了23130工作面埋深大、应力高、冲击地压严重的问题。     

乌审旗典型工作面停复采冲击危险性分析与防治

以母杜柴登煤矿30202工作面为工程背景,对工作面停复采期间的矿压监测数据进行分析,分析了工作面停复采前后矿压显现规律,提出了停复采过程中冲击地压防治的关键技术。分析结果表明:工作面停采后,微震事件能量及频次明显降低,煤层应力及支架阻力数据明显增大;工作面复采后,震动场活动强度整体经历"突增—降低—小幅增高"三个阶段;工作面复采初期前40刀(约35m)为冲击地压防治的关键区域;提出了停复采期间"应力预警-险情钻检确认-卸压解危-解危效果验证"为主要内容的冲击地压危险区处理流程,30202工作面实践效果良好,可为乌审旗地区相似条件工作面停复采期间的冲击地压防治提供借鉴。     

孤岛工作面冲击地压综合防治技术与实践

冲击地压严重威胁煤矿的安全生产,是开采过程中的灾害之一,在济三矿53下01(南)孤岛面地质开采环境特征的基础上,提出治理冲击地压的综合防治措施。制定以钻屑法为主,微震和应力在线监测相结合的监测方案,对冲击危险区域制定了超前顶板预裂压及大直径钻孔卸压相结合的治理措施。结果表明,应力集中区域为超前工作面30~60m左右,40~60m应力开始升高,15~20m时应力达到最大值。这一结果对类似工作面冲击地压防治具有重要借鉴与指导意义。     

义马跃进矿断层构造下冲击地压监测及防治

断层构造诱发冲击地压的机理为构造应力与采动应力叠加。以义马跃进矿25110工作面下巷为研究对象,通过对地质构造和断层情况的研究,运用综合指数法进行冲击危险程度评价和等级划分,并采用KJ550冲击地压在线监测系统实时监测受断层影响区域的应力集中情况,结合相应的卸压和支护措施,形成一套监测预警与防治结合的系统。该系统安装后有效地监控了25110工作面推进到断层影响区域时出现的因断层活化而引起的应力集中和转移现象,通过采取大直径卸压钻孔、煤层注水等方法并配合强支护措施,实现了应力的释放和转移,降低了断层附近工作面冲击危险性,提高了生产的安全性。     

高应力煤柱下采场冲击地压防治技术研究

针对七五煤矿3下128工作面地质和开采条件,在分析工作面冲击地压影响因素的基础上,进行了工作面冲击地压危险区域和危险等级的划分;制定了以微震法、应力在线法和钻屑法为主的冲击地压监测技术和以强预卸压、强支护和强防护为主的冲击地压防治技术,并进行了现场应用,取得了安全无冲击回采的良好效果。     

恒大煤矿“卸—支”双强耦合防治冲击地压实践

恒大煤矿属于具有强冲击地压倾向的矿井,以矿井5366工作面为工程背景,对工作面冲击地压防治技术进行分析。在工作面冲击危险区域划分的基础上,对冲击危险区域采取"卸—支"双强耦合技术防治冲击地压。5366工作面开采实践表明:"卸—支"双强耦合技术防治冲击地压效果显著,保证了工作面安全高效生产。     

具有冲击地压危险的煤层开采布置的优化设计

冲击地压是开滦唐山矿严重的自然灾害之一。论文采用GMEAP大范围应力和FLAC有限差分程序对铁二区5煤层最后区域的开采方案进行了优化设计,优选了两工作面联合开采方案。实践表明,该方案降低了冲击地压的危险程度,实现了工作面的安全开采。     

大空间卸压巷控制冲击地压的机理与应用

赵各庄矿3137东面属于高应力大孤岛煤柱工作面,冲击地压危险程度高,通过在顺槽附近开掘卸压巷的方式,改善围岩应力分布状态,降低和转移煤体的应力集中现象,从而实现缓慢有序释放冲击能量,避免冲击地压灾害的目的,为深部大孤岛煤柱工作面冲击地压的有效防治和安全高效开采提供了新的可行性方案。     

煤矿褶皱构造区冲击地压机理研究及防治实践

针对胡家河煤矿402103工作面褶皱构造区开采期间煤岩应力异常和强矿震事件频发问题,基于数值模拟和现场实测方法分析了褶皱构造区工作面回采期间顶板、煤层和底板的应力演化特征,探讨了褶皱构造区冲击地压发生机理。模拟结果表明:工作面开采至褶皱构造不同区域时,褶皱构造区垂直、水平应力场分布具有明显的分区特性;褶皱构造区工作面开采时,水平应力起主控作用,开采至背斜轴部区域时顶板围岩稳定性降低,开采至向斜轴部区域时底板围岩稳定性降低,开采至翼部区域时煤层稳定性降低;基于煤矿褶皱构造区冲击地压发生机理,制定了402103工作面巷道围岩系统的顶板、煤层定向爆破释能降载防治方案,卸压后日均微震总能量下降47.6%,日均微震总频次上升16.7%,有效降低了工作面冲击危险性。研究结果对煤矿褶皱构造区工作面开采动力灾害防范具有一定借鉴意义。