采动影响下松软煤巷支护加固技术

余吾煤业S2206工作面进风顺槽由于受到该工作面回采的影响,原有支护条件下围岩变形破坏较严重,为了能够保证巷道的正常使用,通过分析原有支护条件下巷道的变形破坏特征,利用通用离散单元法程序UDEC对提出的各支护加固方案进行优选,最终确定了锚喷注联合支护的加固方案,并进行了现场实施和效果监测。结果表明:采用锚喷注联合加固方案后塑性区显著减小,巷道围岩变形得到了有效控制。     

松软煤层动压巷道变形破坏特征及加固技术研究

余吾煤业S2206工作面进风巷处于松软煤层中,受工作面采动影响围岩变形破坏较严重。通过分析原有支护条件下巷道的变形破坏特征,结合现场实际提出了锚喷注联合支护加固方案,并进行全方位矿压监测。监测结果表明:采用加固后巷道围岩变形得到有效控制,塑性区显著减小,锚索受力处于较佳状态,充分发挥了支护体的承载能力,能够保证巷道的长期稳定。     

高强度开采低瓦斯煤层时瓦斯涌出的时空分布特征及关键影响因素

瓦斯涌出受诸多因素的影响,为了研究低瓦斯煤层综放工作面高强度开采时瓦斯涌出的时空分布特征及关键影响因素,采用现场实测的方法,分别研究了高强度开采条件下低瓦斯综放工作面生产班和检修班的瓦斯浓度分布特征,以及煤炭产量、配风量、矿山压力、工作面推进速度和煤层瓦斯含量对瓦斯涌出的影响。结果表明:检修班工作面的瓦斯浓度受采空区漏风流的高浓度瓦斯影响较大,而生产班工作面的瓦斯浓度主要受采落煤释放瓦斯的影响;工作面煤壁瓦斯涌出量约为75.17%,采空区瓦斯涌出量约为24.83%;通过对不同影响因素的研究,得出工作面的煤炭产量和工作面推进速度是影响高强度开采低瓦斯煤层综放工作面时瓦斯涌出的关键因素。     

深孔断顶爆破技术在坚硬顶板卸压中的应用

介绍了深孔断顶爆破的基本原理,对深孔断顶爆破工艺进行了详细的分析,制定了详细的深孔断顶方案,通过人工装药并成功实施了深孔断顶爆破。结果表明:深孔断顶爆破改变了上覆岩层结构,增加了顶板裂隙程度,使储存在顶板的能量得到有效的释放,避免了采动应力集中,且该装药方式减轻了工人的劳动强度,提高了装药速度,有效地防止了冲击地压的发生。     

余吾矿松软煤巷变形破坏机理及控制技术研究

余吾煤业S2206工作面进风巷处于高地应力条件下的松软煤层中,巷道围岩极易发生变形破坏,为了能够控制巷道围岩的稳定,保证巷道掘进工作的安全顺利进行,通过利用通用离散单元法程序UDEC计算分析巷道围岩的变形破坏特征,最终研究得出适用于软岩煤巷的支护对策和支护方案,并进行了现场实施和效果监测。数值计算结果表明:巷道围岩局部"关键块体"的垮落或滑移,将导致其他部位失稳。现场监测结果表明:采用该支护方案后,巷道围岩变形量在可控范围内,能够保证巷道的长期稳定。     

单轴压缩岩石相似材料损伤特性及时空演化规律

为了研究岩石相似材料的损伤特性和损伤时空演化规律,利用自主研发的YYW-Ⅱ应变控制式无侧限压缩仪及PCIE-8型声发射(AE)监测系统,监测了岩石相似材料试样在单轴压缩过程中的应力应变变化和AE事件活动,建立了基于AE事件累计数的单轴压缩岩石相似材料损伤模型,进一步分析了岩石相似材料在单轴压缩过程中的损伤发展阶段,研究了单轴压缩下岩石相似材料的损伤时空演化过程。结果表明：岩石相似材料试样在单轴压缩过程中,AE事件活动大致经历了初始压密少量段、弹性变形稳定增长段、塑性变形和破坏剧烈增长段3个阶段;损伤过程可分为初始损伤阶段、损伤稳定发展阶段和损伤加速发展阶段;损伤时空演化过程较好地反映了损伤特性,以1号试样为例：损伤由试样底部开始发展集中,而后中部和上部出现损伤并向底部和顶部稳定发展,随后中部和上部损伤迅速增多并与底部损伤区连通,最终试样发生破坏。研究成果可为相似材料模型损伤演化规律的研究提供一定的参考。     

低瓦斯煤层高强开采覆岩卸压瓦斯抽采合理布置研究

针对低瓦斯厚煤层高强综放开采卸压瓦斯治理问题,采用物理模拟、数值分析和现场监测方法,研究工作面开采初期和稳定时期覆岩结构演化及裂隙场分布特征,揭示了考虑采动裂隙场的卸压瓦斯场分布特征;依据研究获得采动瓦斯聚集区分布,提出采用高位定向长钻孔治理采空区卸压瓦斯,并进行了效果检验。结果表明:工作面推进至135 m后,覆岩结构和裂隙演化基本稳定,垮落带发育高度为25～27 m,裂隙带发育高度为75～95 m,弯曲下沉带发育高度达到110 m左右;采动裂隙带瓦斯聚集区位于距回风巷25～55 m、高度距煤层顶板25～50 m范围内;高位定向长钻孔瓦斯抽采技术实施后,抽采平均浓度为5.8%,平均流量为0.71m~3/min,工作面上隅角和回风流瓦斯浓度均小于0.8%,瓦斯治理取得较好效果,为类似条件下的卸压瓦斯治理提供参考。     

高强综放开采覆岩破断与瓦斯涌出微震响应规律及应用

为了解决高强度综放开采条件下的工作面卸压瓦斯治理问题,以王家岭矿12302综放工作面为研究对象,采用微震监测技术对工作面推进过程中产生的微震事件进行监测记录,配合工作面瓦斯涌出量监测,对工作面在推进过程中上覆岩层的破断情况和裂隙演化进行了分析,得出了微震事件发生与瓦斯涌出定量的表征关系,然后对工作面高位钻孔布置参数进行了调整,并对调整后的钻孔抽采效果进行了检验。结果表明:12302工作面周期来压步距在21 m左右,采动覆岩裂隙带主要分布在采空区顶板两侧,高度在55m左右。工作面瓦斯涌出量和微震事件的频次呈线性相关,拟合公式为y=4.82+0.0037x,可以根据此公式和监测所得的微震事件频次来预测工作面的瓦斯涌出量。调整布置参数后的高位钻孔瓦斯平均抽采浓度和抽采纯量为7.9%和1.16 m3/min,抽采效果较好。     

含瓦斯煤的渗透率演化模型及其影响因素研究

为了研究瓦斯抽采过程中煤体渗透率的变化规律,推导建立了考虑吸附膨胀应力的含瓦斯煤的孔隙率模型和含瓦斯煤的渗透率演化模型,通过三轴应力条件下的含瓦斯煤渗透率实验对该模型进行了验证,两者吻合度较高。基于该模型研究了在孔隙压力卸载状态下煤的弹性模量、初始孔隙率、吸附性常数、吸附膨胀应力系数等对渗透率的影响规律。结果表明:在气体卸压过程中,煤的弹性模量越小,其渗透率的变化率波动就相对越大;煤的初始孔隙率越小,其孔隙率的变化率越大,进而渗透率的变化率也就越大;煤的吸附膨胀应力系数对渗透率的影响作用与Langmuir吸附常数类似,其值越大则气体解吸所引起的渗透率增大就越强,渗透率下降就越缓慢。