大直径钻孔卸压机理及效果检验技术研究

大直径钻孔是防治冲击地压的主要手段之一,掌握其卸压效果检验技术有助于对施工参数进行设计和优化。从煤体应力、能量和冲击倾向等角度出发,分析了大直径钻孔的卸压原理;从施工角度考虑,分析了大直径钻孔卸压效果的主要影响因素;提出了以电磁波CT探测为技术手段对大直径钻孔卸压效果进行区域检验。研究及探测结果表明,大直径钻孔通过调节压力、耗散能量和降低冲击属性达到卸压目的;煤层强度、钻孔直径和间距是卸压效果的主要影响因素;通过确定煤体中电磁波吸收系数能够良好地反映出钻孔区域的卸压效果,是一种有效的检验技术手段。     

基于动态权重的区域冲击危险性评价方法研究

为了能客观准确地评价煤矿冲击地压的危险程度,减少主观性在评价中的影响,根据模糊综合评判理论,并基于指标权重动态变化的思想,提出了一种新的冲击危险性评价方法。将权重分解为固定不变的属性权重和动态变化的等级权重2部分,采用正态隶属函数计算指标隶属度,得到了指标不同级别之间的过渡边界,评价结果采用最大隶属度原则确定评价等级。该评价方法可以实现指标权重随指标值危险程度的增加而增大,避免因采用固定权重而使危险因素被中和的现象。最后将上述方法在试验工作面进行了评价,所得结果与实际相符。     

双巷布置工作面外围巷道冲击地压启动机理

以山西某高瓦斯双巷布置工作面外围巷道冲击地压案例为研究背景,采用理论分析、现场实测等方法,建立了侧向采空区顶板断裂诱发时滞性冲击启动力学模型,揭示了冲击启动原理,并发现了褶曲导致动载型冲击地压发生的案例。结果表明:工作面开采后,外U留巷煤柱因采空区顶板侧向回转,产生偏移的弹性核;进风平巷通过背斜轴部带,因水平构造应力导致顶板垮断极度滞后,其断裂产生的动载源加载并扰动煤柱弹性核静载致其突破极限诱发时滞性冲击启动;静载荷积聚的弹性核在外U留巷煤柱中普遍存在,不足以诱发静载荷型冲击,背斜轴部顶板滞后垮断提供了动载荷源,因此判断其冲击类型为集中动载荷型,后期防治应针对动、静载荷源同时采取解危措施。     

煤矿安全动态评价模型的研究

通过对目前传统煤矿安全评价中存在的问题进行分析,提出了安全动态评价的概念及特点,并对安全动态评价模型的建立方法进行研究。本文采用正态隶属函数计算指标的隶属度,同时对首尾两个级别区间进行处理;对指标的权重确定采用变权方法,将属性权重与等级权重相结合,得到随指标值变化的综合权重。对于煤矿动态的生产过程,动态评价可以实时反映出煤矿的安全状况,使评价结果更加客观,更有利于指导现场生产工作。     

高瓦斯煤层综放工作面瓦斯运移规律实测研究

以某矿S2205综放工作面为例,通过长期现场观测并结合数值模拟对综放工作面的瓦斯涌出规律进行研究,得到S2205工作面瓦斯涌出量的不同来源及各自所占比例,其中采空区内的瓦斯涌出量约占到工作面风排瓦斯涌出量的48.1%。同时对开采初期和正常回采期间的瓦斯涌出变化情况进行了统计和分析,发现瓦斯涌出量的变化与工作面矿压显现有着直接的联系,基本顶的垮落造成工作面前方煤体裂隙扩大和增加,并挤压采空区而导致瓦斯涌入工作面,造成工作面瓦斯涌出量的增大甚至超限。通过对综放工作面瓦斯涌出规律的分析,可以为高瓦斯综放工作面的瓦斯防治提供指导依据。     

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。     

基于能量耗散的上覆遗留煤柱区冲击地压防治技术

为降低上覆煤层遗留煤柱对下方采掘巷道的冲击影响,研究分析了煤柱载荷分布、底板应力传递与采场围岩应力分布的关系,由能量耗散理论对遗留煤柱区围岩系统中弹性应变能的来源进行了判断。研究表明,煤柱形成后,采空区悬顶、底板距离及煤柱尺寸是造成下方煤体的高应力集中的主要原因,也是整个煤柱系统中弹性应变能的主要来源;从减少悬顶、弱化煤柱和衰减底板应力等多途径出发能够有效耗散煤柱系统的弹性应力能;弱化遗留煤柱选择高压水力压裂措施,底板应力传递过程中的衰减则采用顶板预裂措施实现耗能目的;在鹤岗南山矿遗留煤柱区域进行了现场试验,针对遗留煤柱及层间岩层均采取了耗能措施,现场情况表明该处理方法具备一定的效果且可行。     

上覆遗留煤柱区冲击地压综合防控技术

为防止南山煤矿18~#煤层北三段工作面穿越上覆遗留煤柱区时发生冲击地压灾害,基于应力来源和表现形式,分析了冲击地压致灾力源因素,制定了静载荷卸压降载-动载荷减震消能的分源防控措施。实践表明,近距离遗留煤柱区动、静力源相互叠加,冲击危险性高,基于冲击力源分源防治思想,采用综放开采、爆破卸压降低巷道围岩静载荷水平,顶板爆破预裂、煤柱水力压裂降低动载荷扰动,巷道补强支护增强围岩抗冲能力,保证了巷道围岩处于低应力,微震能量以低能级、多频次形式释放,降低冲击显现程度,有效避免了遗留煤柱区冲击地压的发生。     

新兴煤矿工作面冲击地压发生机理研究

 针对新兴煤矿41051工作面发生的冲击地压事故，本文通过分析新兴煤矿的地质条件，确定了新兴煤矿发生冲击地压的影响因素。同时针对该矿采用的沿空巷道留设煤垛的特殊采煤方式，运用FLAC3D软件进行数值模拟，分析了冲击地压发生的直接原因。在其地质因素和采煤方式的研究基础上，提出了有效的解决方案。     

米易龙潭溶洞地质公园地质遗迹特色分析及旅游产品设计

地质公园是融地质遗迹保护、旅游观光、科普科研于一体的场所,米易龙潭溶洞地质公园交通方便、气候条件优越,地质遗迹类型齐全、特色突出、科研科普价值高。在分析地质遗迹景观特色的基础上,设计了符合公园特色的旅游产品,帮助公园进行更准确的产品定位,为公园的进一步发展提供实践指导。