近直立煤层深浅孔爆破卸压技术与效果分析

为降低近直立煤层工作面水平地应力集中程度，理论分析了近直立煤层顶底板爆破卸压原理，提出了近直立煤层深浅孔爆破卸压方案，采用钻孔成像对爆破前后卸压效果进行了对比分析，并通过现场电磁辐射、微震数据分析对卸压爆破效果进行了验证，研究结果表明：采用深浅孔爆破后，顶底板岩层中形成了立体“缓冲带”，阻碍了高水平地应力向工作面传递，降低了应力集中程度|爆破后顶底板发育新的裂隙，数量增加约46.6%，若干裂隙扩展为离层，局部出现破碎区|爆破后工作面两侧煤岩体电磁强度明显降低，爆破前后微震能量与频次呈现先升高后降低规律，起到了良好的卸压效果。     

松软低透煤层掘进工作面瓦斯抽放技术研究

介绍了突出煤层掘进工作面瓦斯抽放方法试验,考察得出了巷帮抽放长钻孔合理参数布置,分析了深孔预裂爆破机理。利用工作面深孔爆破技术来增大煤层透气性,提高卸压瓦斯抽放效果,大大减少了掘进工作面突出危险性,提高了煤巷单进。提出了突出煤层掘进工作面瓦斯治理新观念。     

千米深井强冲击倾向煤层的冲击地压防治技术

为防治冲击地压的发生,分析了华丰煤矿四煤层发生冲击地压的内因、外因,采用深孔爆破、煤层钻孔等措施对煤层进行卸压,结合1410工作面的情况介绍了卸压参数及施工工艺,并根据微震监测结果对卸压效果进行了评价。微震监测结果及实际应用效果表明,采用深孔爆破、煤层钻孔等综合卸压技术能够从根本上改变煤岩体的应力分布状态,使应力峰值远离煤壁,减少能量的积聚,有效防治冲击地压的发生。     

基于瞬变电磁法卸压深孔爆破效果研究

为了对煤矿巷道围岩深孔卸压爆破效果进行验证,利用瞬变电磁法探测围岩深孔爆破前后视电阻率的分布,通过爆破前后视电阻率等值线图,分析深孔爆破破坏区分布。经分析,井下同一探测区域岩层在深孔卸压爆破前后岩体视电阻率发生明显变化,说明深孔爆破引发岩体的松动破裂。爆破孔间距为10 m时,卸压爆破后炮孔间围岩球形破坏区相互联通和重叠,说明孔间距较为合理,能够在岩体内形成连续破坏区。     

钻屑法检验深孔爆破卸压技术效果

冲击地压的发生与工作面前方煤体应力场的分布密切相关,可以采用深孔爆破卸压技术来改变巷道附近围岩的应力场分布形式及煤岩体的物理力学性质,降低巷道附近围岩的受载应力,使得巷道附近煤岩体的冲击倾向性指标及冲击临界载荷降至临界值以下,从而避免冲击地压的发生,利用钻屑量和钻屑粒度对深孔爆破卸压效果进行检验。研究表明:钻屑量与钻屑粒度能够有效地反映工作面前方煤体应力分布及转移情况,能够有效地检测爆破卸压效果,为深孔爆破卸压防治冲击地压技术的效果检验提供一种检测技术。     

近距离煤层上覆煤柱深孔爆破卸压防冲技术

文章对冲击地压的形成进行了分析,以中煤大同塔山煤矿为例,为了防止冲击地压对已知采空区下部煤层的开采产生影响,基于该矿井的地质条件以及开采条件,提出一种特定的近距离开采上覆煤柱深孔预裂卸压爆破和深孔松动卸压爆破防冲技术,并对煤矿井下爆破安全性进行分析,利用数值模拟并结合工作面具体情况确定了炮孔布置方案及爆破参数。     

特厚煤层卸压措施有效性实测分析

针对强冲击特厚煤层卸压措施难以选择的工程问题,通过理论研究与现场实测,对大直径卸压钻孔、煤层深孔卸压爆破、煤层注水3种卸压措施,进行了单卸压措施时效性对比实测。现场实测分析结果表明:大直径卸压钻孔卸压效果见效慢,但时效性较强,应作为常规的卸压措施;煤层深孔卸压爆破卸压效果见效快,但时效性较差,短时间内存在应力恢复现象,应作为临时解危措施;煤层注水卸压效果适中,同时具有较强的时效性,但存在应力转移和巷道大变形的情况,对于巷道断面较小的冲击地压工作面不应作为常规防冲措施,可以作为防尘措施实施。     

基于微震数据评价的顶板深孔爆破卸压效果分析

针对红庆河煤矿宽煤柱弱胶结厚层顶板破断引起大能量矿震频发的现象,采用理论分析、微震监测及现场试验的方法确定了大能量矿震发生及顶板深孔爆破卸压的层位,提出了卸压爆破孔装药量为2.5 kg/m的走向扇形布置和装药量为4 kg/m的倾向扇形布置2种方案。运用井下现场与地面微震系统相结合的监测方式,准确定位了顶板深孔爆破震动诱发的微震信号,并通过微震系统所监测的指标对2种方案顶板爆破卸压效果进行了对比分析。结果表明:走向扇形布置顶板爆破主要诱发能量在1.0×10~3～1.0×10~4J的微震事件,倾向扇形布置主要诱发能量1.0×10~4J以上的微震事件。从每公斤炸药诱发能量指标可以发现:在走向扇形布置方案中,工作面超前支承压力影响范围内的爆破诱发能量有所升高,但上升幅度不大;在倾向扇形布置方案中,工作面侧顶板爆破诱发能量相较于煤柱侧有所提高,增幅约为6.3%;倾向扇形布置方案顶板深孔爆破每公斤炸药诱发能量约为走向扇形布置的3倍。结合红庆河煤矿402工作面现场实际情况,确定了超前工作面450 m以外的倾向扇形布置方案的有效性和可行性,验证了采用倾向扇形布置能取得更好的爆破卸压效果。工作面回采期间的微震定位结果进一步表明:无论采用走向扇形布置还是倾向扇形布置实施顶板深孔卸压爆破,均能起到很好的顶板爆破卸压效果。     

硬煤层深孔孔径对松动爆破技术影响应用研究

针对黑龙江龙煤集团双鸭山东荣二矿硬质煤层内工作面回采压力大,瓦斯含量高,开采困难等问题,通过分析研究深孔松动爆破在硬质煤层中的工作机理,不同爆破孔径产生爆破效果,研究煤体破坏单元的范围和受爆破作用的抽放影响区域,最终确定最佳爆破孔径。实践证明,采用最佳孔径深孔松动爆破有利于降低煤层硬度,增透卸压,提高机械切割效率,有效解决了东荣二矿硬质煤层开采问题,同时防止煤与瓦斯突出,达到瓦斯综合治理的效果。     

祁南煤矿716底板抽放巷强化松动爆破增透试验研究

介绍了突出煤层底板抽放巷强化松动爆破增透抽放瓦斯方法试验,分析了深孔预裂爆破保护范围,利用工作面深孔爆破技术来增大煤层透气性,提高卸压瓦斯抽放效果,大大减少了突出危险性。提出了突出煤层底抽巷强化增透抽放瓦斯的新观念。     

基于槽波波速层析成像的爆破卸压效果评价方法

工作面上覆采空区遗留煤柱造成的应力异常,给煤矿开采带来极大安全隐患,爆破是消除煤柱应力集中的常用办法,但是缺少对爆破效果进行评价的技术。分析了槽波波速与应力之间的定性关系,上覆煤柱爆破前后进行2次槽波波速层析成像,并计算2次槽波波速差值,对工作面上覆煤柱爆破卸压效果进行评价。将槽波波速成像结果与数值模拟、矿压监测结果以及回采实际情况进行了对比分析。结果表明:工作面内槽波波速与围岩应力状态具有良好的相关性;槽波波速能够有效地反映工作面内应力分布及转移情况,合理评价煤柱爆破卸压效果。     

基于钻孔电磁辐射法的爆破卸压效果检验方法

分析了煤岩体电磁辐射信号与受载应力的关系,研究了工作面前方煤岩体电磁辐射分布规律,由此提出了爆破卸压效果检验的钻孔电磁辐射法;并通过河南神火集团梁北矿11061工作面薄煤区爆破卸压效果进行了现场验证。研究表明：工作面电磁辐射强度、脉冲与围岩应力状态具有良好的相关性;电磁辐射信号能有效地反映工作面前方煤体应力分布及转移情况;钻孔电磁辐射法能够检验爆破卸压效果,为爆破卸压效果检验提供了一种新的方法。     

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。     

孤岛工作面多因素诱发冲击地压成因分析

以金桥煤矿1310工作面孤岛煤柱开采为工程研究对象,逐项分析冲刷带、夹矸带、上覆遗留煤柱诱发冲击的可能性,针对1310工作面进风巷压力显现明显实际,对各因素进行耦合性分析,确定造成进风巷压力显现的主要因素为上覆遗留煤柱宽度及邻近采空区稳沉时间,并对工作面预卸压效果进行了分析,确定卸压钻孔形成的弱化带可有效防止应力集中。为从源头杜绝类似工作面压力显现,防止发生冲击地压事故,提出了超前处理顶板诱发冲击关键层的思路。     

卸压开采下瓦斯抽采方法和钻孔布置研究

为了研究卸压开采下瓦斯抽采方法和钻孔布置,理论分析了下被保护层瓦斯汇集和流动特征及裂隙发育规律,采用FLAC^3D数值模拟软件,研究了工作面底板煤岩体应力状态分析、瓦斯抽采钻孔布置情况以及工作面推进关系与瓦斯抽采量、底板巷瓦斯抽采纯量的关系。研究得出,卸压瓦斯抽采量得到了大幅度的提升,底板巷瓦斯抽采也得到了大幅度的增长。     

韩家湾煤矿切顶卸压沿空留巷技术应用

为进一步提高煤炭资源回收率,以韩家湾煤矿214201工作面应用沿空留巷开采技术为背景,为确保工作面成功留巷,在工作面实施爆破切顶卸压技术实践。结合煤层顶底板岩石物理力学性质,通过理论分析与现场试验确定切顶卸压爆破技术参数,在实施爆破切顶前采用恒阻大变形锚索加强切顶侧顶板支护,之后采用爆破切缝技术定向切顶卸压。现场监测结果表明,爆破切顶卸压之后,顶板能够按照预定的方向切缝,在工作面回采过程中,通过对留巷支护参数及形式的设计,最终所留巷道效果明显,达到了沿空留巷的目的。     

厚硬冲击煤层宽煤柱诱发冲击地压机理及防治

针对呼吉尔特矿区厚硬冲击煤层宽煤柱诱发冲击地压现象,通过现场实测和数值模拟,分析了宽煤柱垂直应力分布特征,通过理论分析,揭示了宽煤柱发生冲击的结构条件;基于冲击地压"三因素"机理,研究了宽煤柱诱发冲击地压机理:在侧向支承压力和工作面采动应力叠加影响下,具有冲击倾向性的宽煤柱应力高度集中,当其达到极限强度发生卸载时,由于煤柱体刚度与顶板岩层刚度相近,造成煤体运动速率很大,呈现冲击地压显现。在此基础上,提出了小煤柱护巷和断顶爆破等措施降低煤柱应力、采用大直径钻孔卸压和煤层注水等措施改变煤体刚度的防治策略,针对311103工作面提出了采取断顶爆破和大直径钻孔的组合防治方法,宽煤柱应力集中程度出现明显降低,防治效果较为显著。     

底板岩巷穿层钻孔一孔多用瓦斯抽采时效性研究

为了提高穿层钻孔的利用率,基于煤岩动力学行为下的采动裂隙场和应力场演化规律,提出全生命周期的底板岩巷穿层钻孔一孔多用瓦斯抽采技术,即按先后顺序实现采前预抽、边采边抽以及采空区瓦斯抽采功能。以古汉山矿1604综采工作面为例,进行现场试验。结果表明:一孔多用试验钻孔的抽采效果具有明显的时变特性,为定性定量分析试验钻孔的抽采时效性规律,根据抽采纯量变化将抽采全生命周期划分为初始预抽增流期、高效预抽期、预抽快速衰减期、高效卸压增流期、低流枯竭期、采后纯量回升期和采后衰减低流期7个阶段;高效预抽期是全生命抽采周期中最关键的阶段,其次为高效卸压增流阶段,平均瓦斯抽采纯量可达到在预抽高效期钻孔平均瓦斯抽采纯量的61.4%;确定前方距离工作面70 m至后方距离工作面40 m范围内为穿层钻孔受采动卸压影响区,工作面超前35~40 m,抽采浓度和纯量最大;在边采边抽阶段,距离采面前方20~70 m的试验钻孔平均抽采纯量比卸压前提高5倍;古汉山矿底板岩巷穿层钻孔采前预抽合理抽采天数为260 d,边采边抽有效抽采期为46 d,采空区瓦斯抽采有效抽采期为26 d。通过一孔多用的底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采实现了预抽达标和降低工作面瓦斯涌出的目标,具有良好的推广应用价值。