深部下山煤柱区矿震规律研究

针对某矿-1 025 m西一下山采区9煤回风下山发生的多次冲击矿压显现，利用SOS微震监测系统，研究分析深部下山煤柱区域矿震活动规律。结果表明：冲击矿压发生前，矿震能量持续上升，频次亦持续增加或维持在较高水平；矿震沿下山集中明显，主要位于2个覆岩关键层内，高静载加强矿震扰动是诱发巷道冲击破坏的主要原因；冲击前兆强矿震信号呈现低频率、高振幅特征。根据监测结果实施煤体大直径钻孔、顶板预裂爆破以及优化支护等矿震弱化控制技术，现场效果良好。     

巷道底煤厚度对矿震诱发底鼓冲击研究

基于FLAC2D数值模拟软件分析巷道底煤厚度对矿震诱发底鼓冲击的动态响应规律。结果表明:随着底煤厚度的增加,动力扰动下巷道底板水平应力峰值先升高后降低并逐渐向底板深处转移,底板垂直位移峰值、塑性区深度及最大能量密度均呈非线性增加,且增加趋势越来越弱,并趋于稳定;动力扰动下特厚煤层巷道极易发生底鼓冲击动力灾害,动力效应明显;现场矿震演化规律分析验证数值模拟结论的合理性。研究成果可为特厚煤层巷道底冲击矿压防治提供借鉴。     

微震监测系统在煤矿冲击矿压防治中的应用

三河尖煤矿近十年来采用微震监测方法进行冲击矿压危险程度的分析和预测,使该矿冲击矿压灾害得到有效控制。微震监测系统能够实现对矿井包括冲击矿压在内的矿震信号进行远距离(最大10km)、实时、动态、自动监测,得出冲击矿压等矿震信号的完全波形,为冲击矿压预测预报提供有效信息。     

矿震扰动作用下巷道冲击破坏研究与防治

基于某矿1306工作面运输巷冲击地压事故,结合SOS微震监测系统矿震能量统计结果,分析研究了静载荷和动静载叠加作用下巷道围岩破坏规律。结果表明:随着震源的远离巷道,底板所受扰动影响急剧衰减,而两帮所受扰动影响成比例下降。研究成果为受矿震扰动巷道围岩控制提供了一定的指导。     

坚硬顶板诱发冲击矿压机理及类型研究

为了揭示顶板型冲击矿压机理,建立围岩力学模型分析了围岩应力分布及演变规律,数值模拟了顶板矿震作用下煤壁应力与质点振动速度的变化规律,基于此分析了顶板型冲击矿压机理和类型,并对顶板型冲击矿压实例进行了分析验证。研究表明:震动波作用下煤壁水平应力滞后质点水平振动速度的变化,巷帮水平位移与水平应力突变直接相关,巷道水平应力突然增大对应于巷道水平位移的快速增加。坚硬顶板悬顶作用下,煤壁应力增高过程中,煤体与顶底板之间的摩擦力不断调整,当层间摩擦力达到极限时,将诱发层间错动型冲击矿压。坚硬顶板主控作用下,发生在工作面和巷道中的冲击矿压均可划分为层间错动型和煤壁失稳型2种类型。     

深部采区巷道开挖冲击矿压模拟及规律分析

建立张双楼煤矿-1 000 m西一采区及采区巷道三维模型,模拟分析了采区巷道开挖前后巷道围岩应力分布规律,在此基础上研究该采区冲击矿压规律,为采区回采冲击矿压预测及治理提供了决策依据。     

深部矿井上山保护煤柱区冲击矿压分析及治理研究

基于某矿-1 000 m西一上山采区专用回风道发生的冲击矿压,对其进行冲击危险分析,探索深井上山保护煤柱区冲击矿压发生机理,同时建立冲击矿压弱化控制技术体系。结果表明:工作面冲击危险影响因素主要为孤岛煤柱、大采深、厚硬顶板、强冲击倾向性、巷道交叉及矿震扰动等;上山煤柱区覆岩运动剧烈、应力高度集中,静载主导-动载诱发的动静载叠加导致冲击破坏;基于微震及应力在线监测提出顶板深孔爆破、大直径钻孔及优化支护等措施,现场实践良好。     

矿震扰动巷道帮部卸压区域锚索加固研究及应用

为研究动载扰动巷道帮部补打锚索对巷道围岩控制及冲击地压防治的效果,以某矿孤岛工作面矿震扰动巷道为研究对象,采用有限差分数值计算软件FLAC,研究了动静载力作用下常规锚杆支护和补打帮部锚索加强支护方式对巷道围岩的控制效果。研究结果表明:矿震扰动的参与使巷道围岩更易发生冲击破坏,围岩稳定状态随矿震能量增加而逐渐劣化;帮部锚索加固不仅能够降低静载条件下巷道围岩的变形,而且能提高巷道围岩的抗震动扰动能力,与卸压工程配合,能够起到一定的冲击地压防治效果。数值模拟结果和现场实践表明,常规支护基础上帮部锚索加固能够保证工作面在105 J矿震扰动下安全回采。     

强矿压矿井回风石门冲击分析及防治研究

文章通过对某强矿压矿井95206工作面侧回风石门发生大能量矿震造成巷道严重破坏的原因分析,利用微震监测系统监测的数据对该回风石门进行了预警分析,得知了靠近下山侧易积聚大量的弹性应变能,受扰动后容易诱发释放造成冲击灾害的结论,并提出了适合该强矿压矿井的局部防冲治理措施,为该类矿井冲击防治提供了指导思路。     

矿震前兆分区监测方法及应用

根据岩土介质冲击震动能量衰减规律,确定了冲击震动破坏的最大动力响应范围,提出了矿震前兆分区监测方法,采用编程工具VB对CAD的二次开发,实现了矿震监测结果在矿图上的合成和分区统计处理.以古城煤矿2次冲击矿压前矿震信号为研究对象,分区分析和利用这些前兆信息,结果表明：在冲击矿压发生前,矿井矿震活动活跃,矿震总能量、矿震最大能量和矿震频次均较高;冲击矿压发生后,由于释放了煤岩体中积聚的大量弹性能,矿震能量和矿震次数迅速降低.矿震分区监测冲击矿压方法快速准确地反映出采掘区域矿震变化趋势,以便对冲击危险进行预测并及时采取解危措施.     

特大断面冲击地压巷道破坏机理及控制技术研究

为解决马耿村矿特大断面冲击地压巷道支护难题,介绍了巷道地质条件及围岩地质力学参数特征,分析了冲击地压巷道围岩变形与破坏特征,冲击地压巷道变形破坏的主要影响因素是高应力、强动载、卸压和支护体系。频繁冲击能量会产生冲击破坏效应;卸压措施会对冲击地压巷道围岩结构及支护体系产生巨大影响;主动支护体系失效导致冲击地压巷道变形严重破坏。提出特大断面冲击地压巷道矿压特征明显不同于非冲击地压巷道,不同区域及位置的巷道表面位移和顶板离层差异较大;受掘进影响巷道变形更快速更剧烈,稳定时间更长;冲击地压巷道锚杆锚索受力呈锯齿形或台阶形剧烈波动。在耿村矿进行试验,13230上平巷掘进断面超过30 m2,属特大断面冲击地压巷道。矿压监测数据显示,采用提出的支护方案后围岩变形得到有效控制,巷道支护状况得以明显改善。     

冲击矿压巷道支护方案优化分析研究

基于冲击矿压巷道支护方案的优化问题,在分析冲击矿压巷道原有支护参数及其存在问题的基础上,针对冲击矿压巷道围岩变形的特殊问题,提出高强让压蛇形锚杆+鸟窝耦合让均压锚索+特殊钢带+金属网的支护方案。实践表明:该方案取得了较好的社会、经济效益,为同类型巷道支护技术研究提供一定的参考,有较好的应用价值。     

某矿2502采区冲击类型及其防治

2502采区250205上工作面回采5煤层,基本顶为坚硬稳定的粉砂岩,平均厚度12m左右;底板为胶结致密的中粗砂岩,平均厚度13m左右。其冲击特点是,工作面处于褶曲构造之中,回采初期处于向斜西翼,受到构造应力的强烈作用;中后期处于背斜轴部,构造应力影响明显减弱,顶板运动与冲击关系紧密。在冲击矿压发生后,巷道两帮没有鼓出,以底鼓为主,强烈冲击时伴有顶板下沉,但顶板没有断裂。冲击发生时震动剧烈,有震歪或压坏支柱和震断十字铰接顶梁现象。以此,可以确定该区域发生的冲击矿压为构造型(冲击型)冲击矿压为主的构造煤层型(冲击压力型)。对于此类冲击矿压,可采用煤体爆破卸压、煤岩体预注水和切顶爆破等3种措施解危。     

矿震诱发深井下山保护煤柱区冲击矿压研究

基于FLAC2D数值模拟软件对矿震扰动诱发深井下山煤柱区巷道冲击进行研究。结果表明:随着下山保护煤柱形成"孤岛"结构,矿震扰动下巷道围岩应力、位移及塑性区不断增加,越易发生冲击破坏;下山煤柱区高静载起主导作用,强动载只是诱发作用;通过现场矿震规律分析验证了结论的合理性。     

断层煤柱区冲击矿压的综合指数预测及注水防治

断层煤柱区应力集中程度高,采深较大时,冲击矿压危险性大。运用综合指数法对某矿断层煤柱区工作面冲击矿压危险性进行了分级预测,采用短钻孔注水的方法进行防治。钻屑法和巷道变形监测效果表明,煤层注水后,煤粉量低于具有冲击矿压危险的临界值,巷道变形增加量显著,消除了该工作面的冲击矿压危险,保证了安全高效生产。     

应力波扰动诱发冲击矿压数值模拟研究

采用非连续离散元软件UDEC,对应力波扰动诱发冲击矿压形成发生全过程、巷道埋深H及扰动应力强度P,max对围岩稳定性的影响进行了有效的数值模拟,得到了巷道围岩在应力波扰动过程中响应速率、响应变形及岩体破损范围大小,以及发生冲击矿压的临界深度和临界扰动应力强度值.结果表明:扰动应力波是引起围岩裂隙延伸贯通,继而诱发冲击矿压的重要因素;围岩埋深条件及扰动应力波的强度决定了巷道围岩裂隙发展影响区域及形态,并最终影响到冲击地压发生与否.研究结果对揭示煤矿冲击矿压的诱发机理具有重要意义.     

巷道防冲机理及支护控制研究

在分析冲击矿压巷道"强弱强"模型的基础上,基于巷道冲击矿压发生的层裂板模型,研究了巷道支护体"强结构"防冲机理、型式和要求.结果表明高强预应力锚杆作为主动支护技术,能够增加冲击矿压发生的难度,提高裂纹非稳定扩展的临界应力值,从而防止冲击矿压的发生.从能量守恒定律出发,研究了巷道围岩与锚固体受冲击载荷的动载与变形特征,指出冲击矿压巷道支护体"强结构"应该具备主动让压功能,通过引导控制能量的释放和转化,将高能量消耗在主动让压过程中,能有效抵御冲击矿压的影响,保证巷道围岩和支护体系的稳定.提出为有效防止冲击矿压发生与抵御冲击载荷,"强结构"应具备主动高强度支护与让压的双强功能,高强让压锚杆能够满足要求,是冲击矿压巷道的有效支护形式.通过现场应用,证明了让压锚杆效果显著.     

强矿压厚煤层巷道高冒自然发火分析治理

针对胡家河矿综放工作面在冲击矿压条件下掘进巷道的高冒区遗煤自燃问题,以402103工作面为例,深入分析冲击矿压造成巷道高冒区的成因,对冲击矿压引发高冒区遗煤自然发火的原因展开分析,得出冲击矿压与巷道高冒区遗煤自然发火的关系。采用新型普瑞特防灭火材料,利用高抽巷向回风巷高冒区打设注浆钻孔进行治理,起到了很好的充填、灭火效果,为该矿及其他矿区巷道高冒区煤自燃治理提供参考。     

煤矿深部采区冲击矿压典型案例及防治探讨

基于某矿区两矿发生的冲击矿压案例,利用理论分析、数值模拟、微震监测分析,提出针对性的深部冲击灾害控制措施。结果表明:该矿区冲击危险性整体较高,主要影响因素为大采深、煤柱、强冲击倾向性等;矿震使处于极限条件下的上下山煤柱区应力增加打破平衡状态诱发冲击矿压;现场微震监测揭示了煤柱区矿震空间演化规律,验证了结论的合理性。     

高应力区巷道掘进矿压综合防治方法探究与实践

针对高应力区巷道掘进困难、易发生冲击矿压的难题,运用FLAC3D对巷道掘进过程中应力演变进行模拟,结合区域构造实际,分析了冲击矿压发生的原因,从技术与管理两个层面入手,提出了以立体、多方位、长短孔差异爆破综合卸压方案和《掘进工作面矿压安全管理“十禁令”安全管理办法》为核心的高应力区巷道掘进矿压综合防治方法,并进行实践应用,该方法提高了掘进工效,极大地降低了冲击矿压次数,有效控制了冲击矿压的破坏程度,实现了工作面安全掘进。