基于正交试验的煤层卸压钻孔参数优化分析

钻孔卸压是防治冲击矿压的一种有效卸压措施。卸压效果主要受钻孔孔深、孔径、布置角度及其组合方式的影响。在正交试验设计基础上进行数值模拟研究,并对模拟结果进行多指标综合平衡分析,得出了钻孔深度、孔径及布置角度对卸压效果的影响规律,并选取孔径为133mm,上下2排钻孔的角度分别为15°和8°,孔深30 m和60 m交错卸压的组合卸压方式,结果符合现场工程的实际情况。     

坚硬顶板工作面初次来压监测与防治

采用关键层理论对坚硬顶板工作面初次来压步距进行了理论分析,提出了矿压防治措施,并通过液压支架在线监测进行及时监测预报。研究表明,预测8939工作面初次来压步距为62 m~93 m,液压支架应力监测达到32.9 MPa时有来压迹象,应力达到41.8 MPa时工作面初次来压,实际来压步距约107m,与理论值较为相近。为减缓矿压显现强度,提出了爆破放顶和钻孔卸压措施,使8939工作面矿压显现得到有效的缓解,保证了工作面的安全回采。     

双侧采空孤岛工作面钻孔卸压技术及效果研究

为了防止双侧采空孤岛工作面发生冲击地压事故,以唐山矿T1391工作面为工程背景,采用理论计算和数值模拟手段研究了双侧采空孤岛工作面钻孔卸压技术,分别对钻孔卸压原理、钻孔周围煤岩体破坏机理、钻孔塌落的塑性区半径进行了分析,研究了不同孔径半径、钻孔间距及钻孔深度条件下的煤体破坏程度及卸压效果,确定了T1391工作面应采用钻孔孔径200mm,钻孔间距1m与钻孔深度15m的钻孔卸压方案,并采用钻屑法进行现场卸压效果检测,结果表明,该钻孔卸压技术对于改善孤岛工作面动力危害性具有一定的实用性。     

软及硬煤层钻孔卸压效果对比分析研究

为分析冲击矿压矿井软煤层钻孔卸压效果比硬煤层好这一问题,通过采用有限元数值模拟软件FLAC对软及硬煤层的大直径钻孔卸压效果进行了分析研究,结果表明:当钻孔深度达到10~15 m时,软煤体内应力35 MPa,硬煤体内应力29 MPa,并且软煤体35 MPa的应力大于硬煤体29MPa的应力,从而说明软煤层中实施钻孔卸压效果较好,硬煤层中钻孔卸压效果较差,最后对张双楼煤矿7123工作面实施大直径钻孔卸压,卸压效果与数值模拟结果一致。     

深部坚硬顶板厚煤层开采冲击矿压规律及防治技术

以古城矿深部坚硬顶板厚煤层开采为研究背景,分析了2103工作面冲击矿压事故的诱因,总结了矿井冲击矿压的规律,得出了深部厚煤层开采冲击显现更加频繁,事件能量及影响范围更大,以及断层及覆岩活动是诱发冲击矿压的主要因素。同时,指出了深部厚煤层卸压时效较短,并基于矿井实际条件提出了基本卸压措施和补强卸压措施。以大直径钻孔、煤体及顶底板爆破等技术手段,对巷道及工作面采取相应的卸压措施,以钻屑法为点检测手段验证卸压效果。现场实践表明,该措施能够有效防治冲击矿压,降低了冲击事故的发生。     

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。     

综采面回采巷道钻孔卸压机理及实践效果分析

为解决80150综采工作面回采巷道矿压显现剧烈的问题,以岩石力学理论为基础,研究分析了巷道围岩破坏原理及钻孔卸压机理,从而明确了卸压钻孔参数的确定方法。经现场实践监测结果分析表明:巷道经钻孔卸压后工作面超前支承压力峰值下降了24%;应力峰值距工作面的距离由15 m扩大为30 m。     

采场大直径钻孔卸压解危参数的优化

基于某矿一采区工作面巷道应力集中程度较高、具有煤岩突出危险征兆等问题,以该矿1303工作面运输平巷应力集中区为研究对象。通过数值模拟分析钻孔直径依次为50、75、108、120 mm时;钻孔深度依次为10、20、30 m时,以及钻孔间距依次为3、5、8 m等条件下的卸压效果,对比模拟结果表明:卸压效果与钻孔直径呈正相关,与钻孔间距呈负相关,即钻孔直径越大,钻孔间距越小,钻孔深度适中,卸压效果会越好。通过分析研究并结合现场地质条件,最终确定该工作面优化后的卸压解围参数为钻孔直径110 mm,钻孔间距5 m,钻孔深度20 m,该卸压解围参数在该矿1303工作面钻孔卸压实践中取得了良好的效果。     

冲击矿压工作面卸压巷卸压法探讨

介绍了卸压巷的卸压原理以及冲击危险面常用的一些卸压解危方法。通过将卸压巷卸压法应用于冲击矿压工作面,并在现场采用电磁辐射技术对其卸压效果进行了检验,说明采用卸压巷能够对冲击矿压工作面起到比较好的卸压效果,为冲击矿压的防治提供了一种可行措施。     

基于分布式光纤传感技术的卸压钻孔时间效应研究

以钻孔卸压原理及分布式光纤传感技术为基础,建立了卸压钻孔周边煤体内部应变感测模型,提出了以光纤拉伸应变值及卸压半径为指标的卸压效果评价方法。通过对传感光缆下方钻孔卸压周边煤体内部应变定期测试,并结合钻孔内部表观现象观测,根据不同时间钻孔周围煤体内部应变及表观破坏特征将钻孔卸压过程分为裂隙发育阶段、极限平衡阶段、塌孔阶段、破碎煤体压实阶段等四个阶段。分别确定了在忻州窑矿地质及开采条件下钻孔卸压过程中各阶段的时间区间,得出超前94~101 m以上施工钻孔,其卸压效果较为显著。利用微震监测系统,对比分析了卸压钻孔施工时间调整前后的微震事件分布特征,结果表明:当卸压钻孔施工达到超前工作110 m后,工作面周边高能量事件的频次明显减少、微震事件平均能量明显降低38%。     

深井采煤工作面冲击地压防治的探讨

新汶矿业集团潘西煤矿采深在750～1025m,冲击地压显现频繁。该矿采取电磁辐射监测、微震监测、钻屑监测等手段进行了冲击地压监测,并采取高压注水、卸压爆破等措施,减少了应力集中,预防了大型冲击地压的发生。     

综放工作面过硐室围岩破坏机理及卸压技术研究

以小庄煤矿40309综放工作面过设备硐室为工程背景,理论推导了围岩破坏机理,揭示了工作面与硐室间煤体的弹性区和塑性区范围之比是煤体发生失稳的主要影响因素,采用数值模拟对钻孔卸压技术煤体应力变化进行分析,工作面与硐室间煤体从30 m减小到5 m,工作面前方的煤体一直处于应力升高状态,钻孔卸压后,煤体中的应力集中现象逐渐消失,高应力向实体煤转移。工程实践表明:采用帮部长钻孔施工+合理推采联合技术措施,支架压力由22 MPa增加至26 MPa,增幅平缓,确保了综放工作面回采过程中安全平稳通过设备硐室。     

基于动力学原理的水力冲孔合理布置间距的选取及其工程实践

以主焦煤矿水力冲孔技术措施合理的钻孔间距布置为切入点,通过对钻孔周围瓦斯排放区域分区研究及效果考察,创新性地引入了抽采卸压应力影响灰色系数（根据矿井实际工程效果及经验确定）,采用Fluent数值模拟软件分析了不同布置间距下的钻孔间瓦斯压力分布情况,并在主焦煤矿2303工作面底板巷进行了现场试验,研究结果表明,主焦煤矿水力冲孔技术措施下合适的钻孔布置间距为7-7m时瓦斯治理效果较好。研究结论为同类型煤矿的水力冲孔措施合理布孔间距的选取提供了理论依据及工程实践经验。     

采用微震监测技术提高钻孔卸压效果的方法

为了研究工作面前方卸压钻孔的精确施工范围,提高矿山动力灾害防治措施的经济性。以方山矿首采工作面为工程背景,基于微震监测技术,研究分析微震事件空间分布特征,得到工作面前方支承压力空间影响范围。根据支承压力分布规律,完善卸压钻孔施工参数。研究表明,以微震监测技术为手段,获得超前支承压力范围,从而指导大直径钻孔卸压措施的方法具有很强的工程应用价值,既能保证动力灾害防治的有效性,又能提高其经济性。     

孤岛型工作面冲击地压预测预报及防治对策

该文系统分析了深部6195面末采期间处于本面和6196工作面采空区以及断层形成的孤岛工作面,冲击地压危险预测预报应用了KJ550应力在线监测系统监测为主,煤粉检验为辅的预测预报技术,治理技术采取大直径钻孔提前卸压、重复卸压、煤层注水卸压等解危措施,有效地防治了皮带巷卸压困难条件下的冲击地压危险,在同类冲击地压矿井中具有较强的实际指导意义。     

高预应力柔性锚固支护卸压参数分析

为了确保煤矿巷道的稳定性,分析了高预应力的柔性锚固支护卸压参数,介绍了让压锚杆（索）结构及高预应力的柔性锚固支护的基本原理,基于此,采用数值模拟软件,分析了不同钻孔排距、钻孔长度、钻孔直径及布置形式对煤矿巷道底板卸压的影响。研究得出,钻孔采用“五花”布置、钻孔长度应为2.4 m、钻孔直径应在200~250 mm、钻孔排距应在0.5~1.0 m,该条件下巷道的底板卸压效果最好,并进行了工业性试验分析,表明高预应力的柔性锚固支护技术能够有效控制围岩变形,且支护效果明显。     

华亭煤矿冲击地压监测及防治技术

为有效防治华亭煤矿冲击地压,系统分析了矿井冲击地压发生的原因,建立了以微震法为主,声发射、电磁辐射及钻屑检测为辅的冲击地压综合监测和预警管理体系。通过优化工作面布置、煤柱宽度、采放比、推进速度,改善了开采技术条件。采用煤层注水、顶底板深孔爆破、煤体卸压爆破及大直径钻孔等措施,实施主动解危。同时加强巷道支护和个体防护等强化防范措施,使冲击地压对矿井生产的影响时间由每年36 d减少到6 d,保证矿井安全生产。     

巷道注浆钻孔设计关键参数确定方法探讨

针对煤矿注浆钻孔设计存在随意性强、注浆效果差的问题,以赵庄煤业33072巷注浆加固为工程背景,采用钻孔窥视方法确定了深层和浅层钻孔的深度,采用不同注浆压力下浆液扩散半径试验确定了钻孔间排距和最小注浆压力,浅层和深层钻孔深度分别确定为3 m和10 m;浅层钻孔排距2 m,间距1.1 m,最低注浆压力6 MPa,深层钻孔排距4 m,间距1.5 m,最低注浆压力8 MPa.注浆后钻孔窥视结果说明,浆液扩散效果良好,未发现未被填充的裂隙。     

煤层顶板硬岩大直径定向钻孔施工关键技术

根据顶板高位定向钻孔快速钻进成孔与工作面卸压瓦斯高效抽采治理需要，针对现有螺杆马达定向钻进技术与分级扩孔方法存在的问题，开展了顶板硬岩定向钻进与大直径扩孔钻进关键技术研究，开发了冲击回转定向钻进技术、扭冲回转定向钻进技术、扭冲旋转扩孔技术以及双级双速扩孔技术等钻孔提速新技术，研制了冲击螺杆马达、矿用小直径扭力冲击器、双级双速螺杆马达、组合式扩孔钻头等配套钻具。综合试验结果表明，硬岩定向钻孔平均机械钻进效率达到8.34 m/h，最高达到13.6 m/h，较常规螺杆马达定向钻进技术提升20%~30%；硬岩大直径扩孔终孔直径达到200 mm，机械钻进效率平均达到5.6 m/h以上，最高达到10.5 m/h。该技术提升了顶板硬岩定向钻进效率与大直径扩孔钻进效率，缩短了顶板高位定向钻孔的综合施工周期，为大直径高位定向长钻孔快速成孔与高效抽采治理回采工作面卸压瓦斯提供了可靠的技术手段。     

拉拉铜矿超2000 m深孔钻探施工技术实践

针对四川会理县拉拉铜矿外围深部找矿深孔钻探,选用国产全液压钻机,并采取相对应的钻探技术措施,在复杂地层条件下成功施工孔深2067.68 m钻孔。介绍了该钻孔的钻探技术措施。