双回撤通道冲击地压防治技术研究与应用

针对冲击地压矿井的回撤通道易发生失稳破坏,工作面采动过程中对于回撤通道的影响进行了分析,并结合现场数据分析了双回撤通道内支架压力变化情况,制定针对性防治措施并进行了效果分析。研究结果表明：回撤通道的失稳破坏受工作面采动影响,当工作面剩余长度距离主回撤通道越近时,回撤通道的支承压力越大,巷道两帮的压力越集中,巷道越容易发生失稳破坏。基于主回撤通道易失稳破坏的特点对其顶板预裂爆破效果进行了分析,在预裂爆破后,爆破区域的应力变化幅度明显降低,说明顶板预裂爆破可降低回撤通道受工作面采动影响产生的应力集中。同时,也起到了将采空区应力传递路径阻断和本工作面的超前支承压力传递路径的弱化作用。     

沿空巷道动力显现影响机制与防治技术研究

围绕鄂尔多斯深部矿井沿空巷道动力显现特点,结合现场实测数据分析沿空巷道覆岩空间破裂与采动应力场关联性及其对动力显现的影响,明确诱冲主因,制定针对性防治措施并进行实践验证.研究结果表明:回风巷近距离沿空侧覆岩破裂产生的动载为沿空巷道动力显现诱冲主因;沿空巷道顶板以上2～6.9 m厚度为4.9 m的粉砂岩层,顶板以上7.7～12.1 m厚度为4.4 m的砂质泥岩层,顶板以上29.2～34.5 m的粉砂岩、细砂岩组,顶板以上45.4 m厚度为8.8 m的细砂岩层为沿空巷道动力显现影响层位.通过基于沿空侧覆岩爆破区域微震分布特征的顶板预裂爆破效果分析,揭示顶板预裂爆破减冲作用机制.顶板预裂爆破实践应用效果证明了致灾因素分析及针对性防治措施的有效性.     

工作面“见方”期间冲击地压致灾因素分析及防治技术

针对纳林河二号煤矿“见方”区域冲击事件频发的问题，分析了工作面静载、动静载量化叠加支承压力分布特征，得出了强冲击倾向性顶板特殊区域冲击机理，即：工作面采空区对宽煤柱一侧的工作面巷道施加静载，使影响区域煤岩体临近冲击状态；冲击临界状态煤岩体在强冲击倾向性顶板破断释放的大量弹性能的影响下，发生冲击地压灾害。据此设计了顶板爆破预裂和煤层大直径卸压钻孔方案，经对施工区域的效果进行检验发现，该方案可以降低工作面“见方”影响区域的冲击危险性，实现工作面的防冲安全。     

巨厚砂岩层组综采工作面强矿压显现机理研究

以纳林河二号井31102工作面回风巷强矿压显现为背景,采用理论分析、现场实测等方法,对巨厚砂岩层组综采工作面强矿压显现机理进行研究。研究表明:31102工作面进入双工作面见方阶段时,采场覆岩结构为标准的载荷"三带"结构;基于31102工作面双见方阶段覆岩结构,建立了走向支承压力估算力学模型,得出双见方阶段31102工作面超前42.69~215.67 m范围达到发生冲击地压的应力条件;中等冲击危险范围为57.47~137.02 m,该范围"DLZ"传递的高应力为双见方阶段31102沿空巷强矿压显现的主要原因。31102回风巷强矿压控制机理为:确定合理的卸压参数,通过大直径钻孔释放煤体积聚能量,同时尽量减少对围岩结构的破坏,确保巷道围岩处于"低应力-低扰动"状态。     

常村煤矿21150综放工作面冲击地压综合防治技术

为解决义马煤田常村煤矿深部开采综放工作面冲击地压灾害防治难题,在采用综合指数法对21150工作面冲击危险程度评价的基础上,将该工作面划分为6个重点冲击地压危险区域,以助于有针对性地采用不同的巷道防冲支护方式;通过煤体应力、微震及钻屑监测进行综合预警,并利用PASAT-M微震CT透射技术对重点冲击危险区域进行煤岩体应力探测,详细标定冲击危险区的分布范围;对重点冲击危险区域采取钻孔卸压、煤层注水、断底爆破等综合防治冲击地压措施,及时利用钻屑法进行卸压效果检验,实现了整个工作面安全顺利回采。     

厚煤层一次采全高低位厚硬岩层垮落致冲机理与防治

基于某矿31103工作面煤层及顶板的基本参数,结合该工作面已发生冲击事件,发现低位厚硬岩层垮落是该矿发生冲击地压的主要原因。为此,以防治低位厚硬岩层垮落诱发冲击地压为目的,选取该矿31103回采工作面顶板垮落控制为工程背景,采用现场调研、理论分析等方法,研究了厚煤层一次采全高低位顶板支托层与随动层的运动规律,建立了采空区侧向支承压力力学计算模型,揭示了低位厚硬岩层垮落诱冲机理。所获主要结论：(1)确定了工作面低位顶板岩层的基本参数,并计算得出了工作面低位岩层中较厚的协同垮落岩层。在工作面开采过程中,随动层随支托层运动发生同步变形,当工作面顶板发生大面积悬顶垮落时容易造成大能量动力现象;(2)建立了采空区侧向支承压力力学计算模型,得到了采空区侧向支承压力峰值位置距采空区边缘约为45 m,影响范围约为90 m,支承压力峰值约为55 MPa, 31103工作面回风巷处于采空区侧向高支承压力影响范围。在工作面开采过程中,回风巷围岩应力已达到发生冲击地压的应力水平;(3)揭示了低位厚硬岩层垮落致冲机理：采空区侧向支承压力形成的高应力静载是主要冲击力源,回采工作面厚硬支托层与其随动层同时垮落造成的...     

地质异常区域多工作面开采结构演化及冲击地压防治

针对某矿地质异常体区域多工作面开采覆岩空间结构多变、致灾因素复杂现象，以该矿实际地质赋存条件和开采技术条件为工程背景，采用理论分析、数值模拟等方法，研究了地质异常体区域覆岩空间运移结构变化规律和支承压力分布特征，以单层弯曲薄板为例建立了不同开采阶段板的力学模型，揭示了不同开采阶段板结构弯曲能量释放特征，基于结构调控理论提出了减小厚硬岩层垮断跨度的初末采冲击地压防治措施，主要得到以下结论：(1)随着多工作面依次开采，在地质异常体区域依次经历了“一”字形→“S”形→短“Ω”形→不规则“Ω”形→长“Ω”形→“O”形覆岩空间结构演变，丰富了覆岩空间结构的类型；(2)受地质异常体影响，多工作面开采过程中承受了更多次的初次来压和“见方”来压，该区域顶板垮断动载扰动与支承压力分布更加复杂多变，容易造成工作面宽煤柱整体失稳性冲击危险；(3)基于单层弯曲薄板力学模型，得到了不同板结构弯曲能随边长呈指数或线性增大，且相对于固支边，自由边对弯曲能影响更大的结论；(4)对防冲预卸压及解危措施进行了效果检验，在工作面开采过程中没有出现微震大能量事件且煤体应力维持稳定，结构调控措施基本保障了地质异常体区域多工作面...