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。     

钻屑法在掘进期间高应力集中区的应用

随着矿井不断向深部开拓,冲击地压在各种危害中变得尤为突出,给安全生产带来了巨大的隐患。阐述了在姚桥煤矿7267工作面机巷掘进期间使用钻屑法预防冲击地压,取得了良好的效果。     

CG1306工作面过断层回采时冲击危险分析及防治

以山东义能煤矿CG1306工作面开采为背景,采用FLAC3D 数值模拟了回采过断层时工作面支承应力分布规律和冲击危险性。结果表明,断层下盘应力集中小于断层上盘,靠近断层处下盘支承应力降低,上盘支承应力增大;CG1306工作面回采过断层期间,靠近断层的皮带顺槽应力集中程度大,是发生冲击地压的高危区域;采用钻屑法监测与钻孔卸压技术进行冲击危险预警与防治,效果良好。     

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。     

近距离煤层开采冲击地压预测与防治技术研究

以近距离煤层工作面为研究对象,采用RFPA模拟得到2煤4202工作面和4煤4401工作面回风巷同采错距大于100m时,下煤层巷道掘进受上煤层工作面回采影响较小。划分了巷道掘进和工作面回采期间冲击危险区域,4401工作面回风巷掘进期间采用“分段式”防治措施,4202工作面回采期间危险区域采用大直径钻孔卸压+匀速慢推的防治措施。采用钻屑法进行卸压效果检验,结果表明,卸压效果良好。     

钻屑法探测巷道围岩应力及预测冲击危险新探究

 围岩应力是引起采矿工程巷道支护变形和破坏、产生冲击动力等现象的根本作用力之一;钻屑法是预测冲击地压的常用方法。本文利用插值法,把巷道掘进期间的钻屑数据连接起来,获得整条巷道的煤粉量数据;再根据煤粉量、围岩应力、冲击地压三者之间的关系,给出了整条巷道不同区段的冲击危险等级。文中以某矿23130工作面下巷掘进期间的钻屑数据为例,用插值的方法给出了整条巷道不同区段的冲击危险情况,预测的结果与随后的事实很好地相符。该方法为钻屑法探测巷道围岩应力、预测冲击危险提供了新的研究思路。     

大倾角厚煤层综采面回采对邻近煤柱和掘进面的影响研究

为了研究大倾角煤层综采面回采对区段煤柱和下区段工作面回风巷掘进面的影响,采用数值模拟和现场监测的方法研究了区段煤柱的应力分布、回采面对掘进面的扰动情况。研究结果表明,大倾角煤层工作面应力集中区域与缓倾斜煤层明显不同,煤柱受到的工作面与煤柱侧叠加应力并非均匀分布,靠近上区段侧的应力集中明显高于下区段侧;当前南山煤矿B8煤层大倾角工作面20 m宽区段煤柱能够保持稳定,通过弹性核理论计算其合理区段煤柱宽度为18.4 m;回采工作面与相邻掘进工作面相距218 m时开始相互扰动,两面之间的最大扰动影响发生在回采面越过掘进面46 m时。     

注水工作面钻屑法监测冲击危险指标优化

冲击地压工作面广泛采用煤层预注水防治措施,引起煤层含水率的增大,直接影响了冲击危险性判定过程中的钻屑量指标。以千秋煤矿21141工作面为例,阐述了利用钻屑法进行冲击危险性监测及等级划分的方法。基于煤样吸水率、含水率测试数据,对注水区域正常煤粉量进行了优化,并将优化结果应用于现场实际监测,监测效果良好。     

王庄煤矿14317工作面冲击危险性预测及其防治技术

王庄煤矿14317工作面因两属侧沿空回采,经评价具有冲击地压危险,为预防工作面回采期间发生冲击地压事故,通过仿真模拟计算应力集中情况、集中区域及影响范围,并对应力集中区域采取两巷超前加固、大直径钻孔预卸压防冲措施,同时采取了钻屑法、微震法监测冲击地压情况,并观测回采期间两巷围岩变形情况,通过效果检验证明大直径钻孔预卸压降低巷道周边的围岩应力,两巷超前加固措施下围岩最大变形量符合安全生产要求,通过钻屑法和微震法监测结果证明防冲措施有效,回采期间未发生冲击地压事故。     

深部急倾斜特厚煤层分层开采冲击地压防治技术

为了防治砚北煤矿1502采区急倾斜特厚煤层水平分段开采的冲击地压.对该矿冲击地压发生的影响因素及实测数据进行了分析研究,得出运输巷冲击地压的发生主要受上下分层工作面采掘交替影响,在上部回采工作面超前下部掘进工作面80～150 m时影响最为明显;回风巷除受采掘交替影响外,还受地质构造应力的影响,在煤层倾角突变处的前方10...     

煤矿薄煤层定向钻孔水害探查技术研究

从保德煤矿水文地质条件出发，研究了矿区奥灰水突水危险性，计算了8号煤层底板安全隔水层厚度和突水系数。采用薄煤层定向钻探工艺对保德煤矿81312工作面胶带运输巷道和81313工作面辅助运输巷道底板以下岩层及10号煤层进行水害及隐伏构造探查，探明了8号煤层底板岩层地质构造及富水性，形成了区域薄煤层定向钻孔水害探查方法。研究表明，利用定向钻孔的一孔多用功能超前预抽10号煤层瓦斯，可为矿区安全开采提供保障。     

综采放顶煤工作面冲击地压微震事件分布规律研究

对耿村煤矿13230综放工作面冲击地压微震事件分布位置进行研究,结合该工作面地质构造、地表沉陷和侧向支承压力,对比分析该工作面10个月微震数据,得出以下规律:回风巷发生小能量事件总频次要大于运输巷,且小能量事件主要发生在回风巷以下15~70 m、直接底和煤层底部;大能量事件两巷均等分布,且大能量事件层位较高。总结了缓倾斜厚煤层综放开采微震事件发生位置,回采工作面运输巷是防冲的重点关注区域。研究为工作面安全回采提供了宝贵的经验。     

野川煤矿3103回风巷口顶板淋水成因分析

为解决野川煤矿一采区3103回风巷口顶板淋水问题,对顶板充水条件进行分析,查明了顶板淋水来源于相邻矿井老空区积水的横向补给;运用ABAQUS对综放开采条件下的受力及变形破坏进行数值模拟,表明矿界煤柱存在塑性破坏区,但依然保存有弹性区;电法和微地震探查表明,煤柱宽度为17~20 m,存在失稳可能性;后采用钻探证实,两矿界煤柱宽度≥60 m,安全评估认为不存在失稳可能性,不会发生相邻矿井采空区积水导致的突水问题,后经开采验证,评估结论可靠。     

综采面顺层钻孔瓦斯抽放消突技术研究

成庄矿为了消除煤层的突出危险性，安全有效地开采井下3号煤层4311综采面，采用顺层钻孔预抽该综采面回采区域煤层瓦斯。成庄矿4311综放面作为试验区进行了消突措施、消突效果技术研究，在该综采面预抽煤层瓦斯过程中以及抽放结束后，进行煤层残余瓦斯含量测定，并对该综采面煤层区域进行预抽煤层瓦斯抽采效果达标和消突效果达标评判。上述措施确保了该矿综采面4311的高产高效安全生产，取得了良好的经济效益。     

深部大采高工作面煤柱留设优化数值模拟研究

为缓解高产高效矿井采掘接续紧张局面，鄂尔多斯地区综采工作面多采用“两进一回”的巷道布置形式，辅运巷在回采结束后用作下一工作面的回风巷，两进风巷之间采用大煤柱护巷。但随着该地区采深600 m以上的深部矿井增多，冲击地压灾害问题逐渐显现，双巷大煤柱留设的弊端也暴露出来。针对此问题，以鄂尔多斯红庆河煤矿3^-1101大采高综采工作面为例，对不同宽度煤柱留设的应力分布规律进行建模研究，提出了合理的煤柱留设宽度，为鄂尔多斯地区类似条件矿井的安全高效开采提供参考依据。     

极近距离煤层采空区下递进开采矿压显现规律研究

基于天安煤业股份有限公司四矿己15、己16-17极近距离煤层群的地质条件和己16-23090工作面与上覆己15-23110采空区、相邻己16-23070采空区、己15-23130生产工作面的空间关系,采用理论分析和数值模拟的方法,系统研究了已开采工作面和正在开采工作面的对下伏近距离煤层的采动应力分布及传递规律,从而明确了矿压显现规律,得出了将己16-23090运输巷的位置布置在距己15-23130回风巷35 m较为合理,为实现“一巷多用”提供了依据。     

高位定向长钻孔高效瓦斯治理研究

为解决鹤煤三矿4202采面瓦斯积聚与抽采难题，在该采面地质条件和井下千米定向钻机平台基础上，开展了定向、长距离、大直径钻孔抽采瓦斯效率研究。以采动岩体力学为理论指导，确定了煤层顶板采动裂隙冒落高度，优化了高位钻孔的布置区位，并利用成型钻孔，实现了以孔代巷的目的。通过定向抽采钻孔内瓦斯浓度、流量等数据统计，新方案中瓦斯流量、浓度是未采取措施前的5倍以上，有效减少了采空区和邻近煤层瓦斯向工作面内的扩散，确保了人员安全。     

平煤股份二矿沿空掘巷卸压范围研究

针对平煤股份二矿庚组煤层结构软硬不均、透气性差且无保护层开采等特点，以庚组煤层为例开展沿空掘巷卸压区域消突范围的研究。沿空掘巷就是把巷道布置在煤柱一侧，经过应力和瓦斯应力重新分布的低应力场，使煤体卸压、应力重新分布，降低了煤层的突出危险性。通过实测巷道周围应力分布，认为平煤股份二矿沿空掘巷实体煤侧21 m内都属于卸压范围，再通过煤层瓦斯含量、钻屑瓦斯解吸指标（Δh₂）和瓦斯压力的测定，确定了沿空掘巷卸压范围实体煤侧轮廓线16 m，说明了在该范围内无突出危险性，该方法不仅具有掘进进度快、减少资源浪费、提高煤柱采出率的特点，还对矿井安全、高效生产具有重要的指导和借鉴意义。     

低位放顶煤工作面瓦斯浓度分布规律与控制技术研究

基于高瓦斯低位放顶煤工作面瓦斯涌出量大、回采期间瓦斯容易超限的问题,提出采用单元法测定和分析工作面瓦斯涌出及分布规律。以五阳煤矿7607综放面为研究对象,将工作面划分为12个单元,布置测站和立体网格状测点,测定回采期间综放面瓦斯浓度分布和风量变化。通过测定数据分析工作面瓦斯来源、工作面漏风情况和工作面瓦斯浓度聚集分布规律,从而针对性地提出了U型通风配合“顶板高位钻孔+上隅角插管+高抽巷”的综合瓦斯治理方式。工程实践表明,工作面上隅角和回风流等容易超限区域的瓦斯浓度控制在0.8%以下,治理效果显著,证明了瓦斯治理控制技术的有效性,促进了五阳煤矿的安全高效生产。