煤层超高压定点水力压裂防冲试验研究

针对国内外没有成熟的区域主动防冲技术的现状,介绍了一种采用超高压定点压裂煤层形成区域性低应力区,从而为快速掘进和回采创造条件的新技术。现场试验在采深1000 m的山东省华丰煤矿进行,采用微地震监测煤岩体破裂、应力动态实时监测系统监测煤岩体应力变化和压力传感器监测管路压力,实现试验全过程监测。试验得到的主要结论如下:1压裂的压力达到24 MPa并持续11 s之后,煤体产生初次破裂,持续13 min后压裂半径达到8 m;2压裂过程中压裂点附近煤体应力动态为:管路加压后距离压裂点9.5 m的煤层内应力值明显升高—煤体产生破裂并产生微震—管路压力骤降—测点应力趋于稳定;3压裂过程中将煤体切割成了近似6.2 m×8.0 m×6.2 m的长方体,同时随着大量水的注入有效降低了煤体的冲击倾向性;4试验证明定点压裂能够实现"转移应力、弱化煤体和降低蓄能"的防冲机理。     

由覆岩空间结构研究极近距煤层开采技术

通过相似模拟材料试验和数值模拟,揭示了极近距煤层开采过程有采场覆岩"板-壳"大空间结构形成和"铰接岩板半拱"小空间结构形成两个过程."板-壳"大空间结构形成后,结构的内部--内应力场数量级不大,在内应力场范围内布置巷道及割煤,目前的支护机械及技术是可行的.在理论分析基础上解决极近距煤层松软顶、底板条件下煤层的开采,提出了采场顶、底板控制的7项措施.     

S150型掘进机在翟镇煤矿11103运输巷的应用评价

该文介绍了翟镇煤矿11103W运输巷使用S150J型掘进机使用情况,从巷道的地质条件、掘进机的性能及安装情况、施工工序、经济和社会效益进行比较,使用掘进机能够有效的促进双高矿井建设。     

基于低压风力充填混凝土工艺的沿空留巷技术

介绍了低压风力混凝土充填系统基本构成及工作流程。采用该系统对协庄煤矿11111W工作面回风巷进行巷帮充填,保持了巷道顶板的完整性,对顶板进行了有效支护;并对回采工作面进行了全工作面人工充填,有效阻止了老顶关键岩块的旋转下沉,大大减少了巷道压力,对沿空留巷的成功意义重大。试验表明:该系统实用、简单,推广性强,是一套较理想的巷帮充填设备。     

高效机械化采空区矸石充填技术

新汶矿业集团翟镇煤矿自主研发了综采采空区高效机械化矸石充填采煤技术,利用矸石做为充填体,力图解决"三下"压煤,实现"规模性"开采,矸石不升井,防止在地面堆积造成环境污染,改善井下矸石提升造成的矿井辅助运输紧张,在综采面随采随充的综采设备配套研制方面填补了国内空白,形成了翟镇煤矿充填开采新模式,取得了良好成效,为新汶矿区实现矿区资源与环境协调发展的绿色开采提供了借鉴。     

深厚表土薄基岩综放采场合理支护阻力研究

以新巨龙矿井2301采场为工程背景,通过数值模拟研究了深厚表土薄基岩采场合理支护阻力,结果表明:深厚表土薄基岩采场支架载荷具有显著的时间效应,支架载荷来自顶煤、直接顶自重、基本顶破断产生的冲击载荷和厚表土层缓慢变形产生的附加载荷,建立了此类采场支护阻力的计算模型;综合考虑支架载荷显著的时间效应和试验采场多种岩层结构模型,确定试验采场合理支护阻力为13 700kN;微震监测结果表明试验区域基岩层厚度为50m,直接顶厚度为30m,基本顶厚度为20m;支架载荷监测结果表明采场支架的工作阻力基本处于10 000~14 000kN,从而验证了所选支架的适应性,对深厚表土薄基岩综放采场支架选型具有参考意义.     

低压风力混凝土充填技术在沿空留巷中的应用

研制开发了低压风力混凝土充填系统,采用该系统对协庄煤矿11111W工作面回风巷进行巷帮充填,保持了巷道顶板的完整性,对顶板进行了有效支护;并对回采工作面进行了全工作面人工充填,有效阻止了老顶关键岩块的旋转下沉,大大减少了巷道压力,对沿空留巷的成功意义重大.     

基于应力与围岩分类的冲击地压危险性评价研究

 基于山东某矿井复杂多样的地质和开采环境,提出了对冲击地压实行分类评价的技术思路。根据外部应力与巷道围岩相互作用后的围岩结构稳定性及其冲击倾向性,对围岩的冲击危险性和类型进行分类。外部静应力计算时采用倾向“载荷三带”理论模型,动应力计算时采用长壁工作面走向“载荷三带”理论模型,再叠加上构造应力等,实现了外部应力的近似计算;将外部应力作用于不同的围岩结构,结合煤岩体的冲击倾向性,得到围岩的冲击危险性和冲击类型。以此为基础形成的冲击地压分类与评价方法能较准确地反映回采工作面的冲击类型和危险程度,为制定针对性的治理措施提供了较准确的依据。研究成果已经在山东能源集团进行了应用,取得了良好的效果。     

先裂后注防治冲击地压的机制与现场试验

为实现煤矿冲击地压的主动区域性防治,提出先裂后注冲击地压防治技术。首先,对常规冲击地压防治技术进行分类,分析常规冲击地压防治技术6个方面的局限性;其次,探讨先裂后注对煤层的作用过程,以及先裂后注防治冲击地压的机制;然后,总结硬煤压裂和软煤压裂2个现场试验的成果,分析先裂后注防治冲击地压的效果;最后,讨论先裂后注冲击地压防治技术的不足,以及现场可能出现的问题及相应原因。研究表明,先裂后注对煤层的作用包括裂化煤层和湿润煤层,其中裂化煤层能够起到弱化蓄能能力、均化应力、孤立冲击体的作用,宏观上改变了煤体的完整性和应力分布特征;湿润煤层能够降低煤层冲击倾向性,细观上改变了煤体的脆性、储能与耗能特性。研究结果对推广应用煤层压裂技术和实现冲击地压主动区域性防治,具有十分重要的意义。     

深厚表土综放采场顶板运动特征实测与数值分析

应用现场实测和数值模拟方法,对深厚表土综放采场顶板运动特征进行系统研究。结果表明：深厚表土综放采场支架载荷的时间效应显著;随着采场推进,直接顶周期性的形成“岩—矸”结构,低位、高位基本顶先后破断并造成采场来压;沿倾斜方向采场来压顺序符合一般采场顶板断裂特征;采场支架需控岩层范围大,高位基本顶破断、回转迫使低位基本顶破断、回转造成的采场来压强度大;采场超前应力动态监测技术为采场来压预报提供了一种方法。最后,给出了深厚表土综放采场顶板事故防治的建议。