冲击地压危险性的宏观评价方法在“孤岛”工作面的应用

为了有效预防冲击地压,并对具有潜在冲击危险性的工作面进行评价,提出以综合指数法和冲击地压发生可能性指数诊断法进行冲击危险性评价的宏观评价方法。以济宁三号煤矿53下05"孤岛"工作面为例,运用该方法进行评价,结果表明,工作面冲击地压的危险指数为0.74,冲击地压发生的可能性指数为0.977,能够发生冲击地压。评价结果为回采工作面提前采取卸压措施提供了可靠依据,保证了工作面安全回采。     

遗留煤柱诱发冲击地压机理及其防治技术研究

以某矿5301工作面40 m宽遗留煤柱为背景,通过理论计算和数值模拟得到遗留煤柱的垂直应力分布特征,并基于此研究了诱发冲击地压的机理:遗留煤柱未受工作面回采影响之前,所受阻抗力大于冲击力,发生冲击地压的可能性较小;但在回采阶段,工作面超前支承压力和煤柱原有应力叠加,造成冲击力大于阻抗力,冲击危险性大大增强。据此划分危险区范围及危险程度,通过对危险区实施预卸压和解危措施,使得工作面安全通过遗留煤柱危险区。应力动态监测结果验证了分析结果的准确性。     

常村煤矿冲击地压频发区应力分布特征研究

以常村煤矿21132工作面冲击地压显现为研究背景,通过对掘进及回采期间冲击地压事件分析,揭示了煤柱高应力叠加是造成冲击地压事件发生的主要原因。根据该工作面地质条件、开采背景等,采用数值模拟对该面周围的工作面实际开采情况进行模拟,得出了2111工作面、延伸工作面和采空区煤柱产生的高应力对21132工作面回采的影响,同时得出了随着工作面的回采,21132巷道系统应力分布的变化特征,说明该工作面冲击地压频发是由于巷道布置不合理导致应力叠加造成的。     

不规则煤柱影响下旋采工作面冲击地压防治技术

唐口煤矿3303工作面初采期间存在多个不规则煤柱,对工作面的围岩应力状态和分布规律造成了不利影响,工作面存在冲击地压发生可能性。为了防止工作面初采期间冲击地压的发生,对工作面初采期间的应力状态进行了数值模拟研究,分析了倾斜推进、旋采和水平推进3个阶段的工作面围岩应力状态变化及其冲击危险性,划分了6个冲击地压危险区域。回采过程中对危险区域进行应力监测,若发现危险立即采取放炮卸压措施解除冲击地压危险。实践证明通过冲击地压危险区域的划分和危险性分析．继而采取相应防范措施可有效地防止工作面冲击地压的发生。     

陕蒙接壤深部矿区区段煤柱诱冲机理及其防治

针对陕蒙接壤深部矿区照搬浅部双巷掘进布置宽区段煤柱导致部分矿井已有冲击地压显现现象,以陕蒙接壤深部矿区B矿为例,采用数值模拟和理论分析的方法,研究区段煤柱的应力演化规律,揭示区段煤柱诱发冲击地压的机理:由于该矿区煤层的强冲击倾向性和高单轴抗压强度,其弹性核积聚弹性能的能力更高,当弹性核区破坏时,能量释放产生的冲击力易超出巷道阻力及支护阻力,致使煤柱侧发生冲击。鉴于此提出降低煤柱上方应力、减弱煤柱弹性核区蓄能能力和增大巷帮阻抗力等防治对策。研究成果应用于B矿31102沿空工作面,解决了区段煤柱造成的沿空巷道频繁强动力显现,实现了工作面的安全回采,对陕蒙接壤深部矿区区段煤柱冲击地压防治具有借鉴意义。     

济三煤矿大采高工作面冲击危险性数值模拟研究

采用FLAC3D数值模拟对济三煤矿大采高回采工作面和掘进工作面的冲击危险性进行了模拟,获得了工作面冲击地压危险区域和重点监测区域,通过对不同煤柱宽度条件下巷道煤岩应力分布特点的分析,认为采用3～5 m窄煤柱护巷,煤柱的应力集中程度低,对防止巷道冲击地压的发生是有利的。     

急倾斜煤层综放工作面冲击危险性评价研究

为了提高急倾斜煤层综放工作面冲击地压危险性评价指标的准确性和增强评价方法的适用性,采用数值模拟及理论计算的方法,得到了综采工作面过煤柱区域的应力分布,分析了采掘工作面应力扰动叠加的影响,提出了近直立煤层动态权重评价法的计算体系,介绍了近直立煤层冲击危险性评价指标和评价指标分级过程,并将动态权重评价法应用于+495 m水平综放工作面冲击危险性评价中。研究结果表明:碱沟煤矿急倾斜综放工作面冲击地压的主要影响因素是煤柱和采掘工作面应力扰动叠加;+495 m水平综放工作面冲击危险等级为Ⅱ级,具有弱冲击危险性,并划分了沿工作面走向830～1 000 m、370～530 m、上分层终采线前后50 m范围3个冲击危险区域,现场验证了动态权重法能有效实现急倾斜煤层冲击地压危险性评价。     

工作面缩面阶段冲击危险性分析及防治

为探究工作面缩面回采阶段的冲击危险性及控制技术,以东滩煤矿1310工作面缩面区域为研究对象,通过数值软件对整个缩面区域的回采过程进行完整的模拟,继而在模拟结果基础上对缩面阶段的冲击地压防治方案展开设计。研究表明,缩面前,工作面越临近缩面位置,其应力集中值越大,应力差值成数倍增长;工作面回采至缩面位置时,辅助顺槽受应力叠加影响,冲击风险较高;缩面后,工作面应力波动较小,但遗留煤柱的冲击危险性增高。通过应力在线监测与大直径钻孔卸压相结合的方式对缩面阶段的冲击地压进行防治,现场实践效果良好,工作面实现了安全生产。     

增量荷载作用下沿空工作面冲击地压防治研究

深部沿空工作面容易发生冲击地压，造成矿井停产，治理难度大，煤柱留设的实际效果已成为影响矿井安全高效生产的重要问题。以鄂尔多斯地区深部开采为背景，在分析巨厚基岩地层结构、工作面大煤柱和沿空巷破坏等冲击地压发生特征的基础上，研究沿空侧向覆岩结构及荷载特征下冲击地压发生规律。根据实际条件，计算分析了侧向支承压力分布特征，数值模拟研究了工作面侧向支承压力分布及急增载破坏特征，得到小煤柱留设是减弱巨厚基岩地层下沿空工作面冲击危险的最优方案，并进行了实践，实现了石拉乌素煤矿小煤柱工作面的安全开采，结果可为类似条件工作面沿空开采提供借鉴。     

倾斜煤层工作面沿空侧巷道诱冲机理及防治研究

以宝积山煤矿七采区内向斜构造翼部区煤层开采为工程背景,采用现场调研统计、理论分析、数值模拟及现场工业性试验等多种手段对倾斜煤层工作面沿空侧巷道诱冲机理及防治方法进行了研究。结果表明：随着煤层倾角的递增,厚硬关键层悬顶段破断所需要的临界长度值也呈指数形式递增;随着煤层倾角的递增,沿空侧巷道围岩两帮内的垂向应力集中程度由实体煤侧逐步转移至煤柱侧,这也导致在动静载叠加作用下不同煤层倾角工作面沿空侧巷道围岩内诱发冲击地压的位置不同。705沿空侧巷道煤柱侧采用卸压联合非对称性加强支护的方法能够有效改善705沿空侧巷道煤柱侧内的应力环境,降低了705沿空侧巷道诱发冲击地压的可能性。