特厚煤层综放开采冲击地压防治技术与实践

基于华亭煤矿250102综放工作面冲击地压显现强烈、巷道返修难度大,开展了一系列技术研究和防治实践。分析表明,大采深、煤层具有冲击倾向性、坚硬厚层砂岩顶板、护巷煤柱留宽不合理是导致该工作面发生冲击地压的主要因素,并采用综合指数法判定该综放面冲击危险指数0.89,具有强冲击地压危险性。在早期预测的基础上,采用微震法对冲击危险区域进行监测。对具备冲击危险的区域,综合采用巷帮煤体卸压爆破、顶板深孔爆破、动压注水(8~13 MPa)与静压注水等卸压解危措施,削弱了冲击地压显现强度,有效降低了综放工作面冲击地压的发生。     

煤矿巷道掘进期间冲击危害的防治措施研究

鲍店煤矿5312工作面具有强冲击倾向性,工作面巷道虽然采取支护措施,但是仍然存在冲击风险的区域.巷道掘进过程中,采取煤体大直径钻孔卸压技术、断层底煤断底卸压防冲技术,辅之以微震监测和钻屑法检测手段,实现冲击危险动态的及时掌控,有效地避免了地压冲击危险.     

高应力孤岛工作面掘进期间冲击地压治理与监测

研究了唐山矿业公司T2051西孤岛工作面的地质条件,认为该工作面在掘进期间具有强冲击倾向性,且危险性较大。在分析了冲击地压危险性的基础上,划分了掘进期间的危险区域,利用大直径钻孔卸压和爆破卸压等综合措施进行了防冲治理,并采用钻孔应力计、钻屑法和电磁辐射法等多种手段对巷道应力进行实时监测,最终实现了孤岛工作面的安全掘进。     

煤岩冲击倾向性测试及冲击地压防治技术研究

煤岩冲击倾向性与矿井冲击地压息息相关,分析煤岩冲击倾向性及矿井冲击地压防控对预测矿井冲击地压具有重要意义。通过室内试验及现场监测综合研究手段,首先对煤岩进行单轴压缩试验,得到煤岩冲击倾向性。其次通过微震监测、钻孔卸压等现场监测手段,分析采煤工作面推进过程中微震事件分布及应力演化规律。结果表明：煤岩体抗压强度随加载速率增加呈降低趋势,同时煤样测试过程中出现脆性破坏;通过煤岩冲击倾向性测试,发现该矿井为强冲击矿井,需要采取冲击地压防治措施;在监测到确有冲击危险时,应及时采取二次卸压措施,并用钻屑法再次监测解危效果,直至消除冲击危险。     

近距离煤层掘进巷道过终采线冲击地压防治技术

为了防治掘进巷道的冲击地压,首先确定了其主要自然影响因素为煤体的强冲击倾向性、水平地应力和坚硬厚层顶板。根据现场冲击地压发生的位置,采用数值模拟分析了掘进巷道过上层煤工作面终采线区域的应力分布,确定了多次采动应力叠加是冲击地压发生的力源因素。根据现场微震监测结果,认为高位坚硬顶板破坏释放的能量进一步加剧煤体应力集中是冲击地压发生的诱发因素。将后续掘进区域分为强冲击危险区域和一般冲击危险区域,并提出了在强冲击危险区域进行加强支护和大孔径钻孔结合煤体松动爆破的解危措施,在一般冲击危险区域采用煤体预注水的方式进行超前卸压。现场电磁辐射监测结果证实,强冲击危险区域的电磁辐射强度和脉冲均明显高于一般冲击危险区域,同时表明冲击地压解危措施效果明显,保证了后续掘进的安全。     

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。     

七五生建煤矿冲击地压的预测与治理

本文结合七五生建煤矿1702工作面的具体地质情况和煤岩冲击倾向性评价,分析了冲击地压的发生条件和影响因素;采用以钻屑法和实时在线监测相结合的方法,对1702工作面冲击地压危险区域进行监测;提出了大直径钻孔卸压的方法对冲击地压危险区域进行治理和防范,取得良好的安全经济效果,实现了安全生产。     

工程缺陷法防治回采巷道冲击地压技术研究

针对深部矿井巷道受冲击地压影响危险性高的问题,本文以1315工作面为研究对象,提出了通过人为制造缺陷,降低甚至消除巷道冲击地压发生的能量源,达到防冲目的。根据工作面地质条件,将两顺槽掘进和回采期间分别划分4个和6个危险区域。提出采用煤层爆破和注水的工程缺陷防治冲击地压,通过钻孔应力计监测卸压后压力值可知,工程缺陷法卸压取得了良好效果,为类似条件冲击地压防治提供借鉴。     

陶庄矿冲击地压预测及解危措施

陶庄矿运用顶板动态、地音能量和钻屑量等监测方法对具有冲击危险的矿井进行综合监测,有效地预测到冲击地压的危险区域和地点,并采取媒体卸压解危措施成功地解陈了冲击地压危险。     

深部构造区域厚煤层工作面冲击地压防治技术

为解决赵各庄矿12号煤层构造区域厚煤层工作面的冲击地压防治问题,以2337东工作面为例,基于地质条件、构造应力分布和开采技术3个因素分析了该工作面冲击地压发生的可能性;并利用综合指数法、可能性指数诊断法和经验类比法对2337东工作面危险性进行了系统的评价,确定该工作面具有中等冲击地压危险。通过采用分段缺陷型爆破卸压、钻孔卸压和注水卸压等解危措施对工作面不同危险区域进行具体卸压处理,并结合钻屑法和应力在线监测技术对危险区域进行实时监测,有效地降低了冲击地压的发生,保证了深部构造区域厚煤层工作面的安全回采。     

煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系研究

冲击地压研究核心分为两大部分，一是冲击地压发生的理论认识;二是基于冲击地压发生理论认识的成套技术体系。传统的冲击地压理论认识在与实际采场、巷道等工程结构问题相对应，下一步如何监测，如何防治等方面尚需进一步发展。目前矿井出现冲击地压多参照法规要求，结合灾害程度开展监测与防治技术应用，由于缺乏针对矿井不同时期的、科学的技术体系指导，冲击地压防治效果甚微，为了实现矿井建设、生产各阶段冲击地压防治系统化、体系化目标，开展了煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系研究。采用控制论的黑箱研究方法，以冲击地压物理演化过程分解为突破口，采用理论与工程案例结合的方法，着重对冲击地压的冲击启动原理进行了分析，在补充完善冲击地压启动理论的基础上，将冲击地压启动理论与监测、防治技术关联起来，分析了冲击地压启动的主要类型，冲击地压启动理论4方面工程指导意义，从而建立煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系，并通过现场实践方法进行了可行性验证。研究可得:① 煤矿地质、开采条件为冲击地压发生提供静、动载荷源，并且主要影响冲击地压启动环节，而不是全过程影响;② 在煤层、顶底板、空洞组成的工程结构中，冲击地压启动原理为弹脆性单一结构体突破材料强度极限，材料失稳，导致工程结构体结构动力失稳的结果;③ 基于完善后的冲击启动理论的四个实践指导意义，针对建设期矿井，提出集中静载荷疏导的区域防范冲击地压的理论与技术体系，针对生产期矿井，提出在冲击启动类型确定基础上，以诱发冲击启动载荷源为中心，分源监测，分源防治，以“卸”为主，以“支”为辅，“卸、支”耦合防冲思想。建立的煤矿冲击地压启动理论及其成套技术体系，在陕西彬长矿区某矿井建设阶段、生产阶段分别进行了应用，实践证明，适应矿井全周期的冲击地压防治理论及技术体系，工程应用效果良好。     

煤矿深部开采冲击地压监测解危关键技术研究

针对煤矿深部开采冲击地压监测防治难题,采用理论分析、数值模拟、室内试验和现场监测相结合的综合研究方法,研究了深部应变型、断层滑移型和坚硬顶板型三类冲击地压的致灾机理,提出了煤岩组合冲击能速度指数和卸围压冲击能速度指数两个新指标,建立了与冲击地压类型相适应的煤岩冲击倾向性评价体系,获得了深部开采三类冲击地压的前兆信息特征,给出了以深部开采冲击地压类型为导向的监测预警及组合式卸压解危方法,研发了钻孔施工与预警同步一体化技术。结果表明:① 深部应变型冲击地压是围岩系统能量积聚大于能量释放与耗散之和的结果;与浅部开采相比,深部坚硬顶板破断释放的变形能明显增大,以及深部断层更易发生错动滑移;② 深部应变型和深部坚硬顶板型冲击地压的冲击倾向性评价需在国家标准基础上分别增加卸围压冲击能速度指数、煤岩组合冲击能速度指数,而对于深部断层滑移型冲击地压,这两个指标均需增加;③ 深部应变型和深部坚硬顶板型冲击地压监测预警应以能量和应力判据为主,但深部断层滑移型冲击地压应以能量判据为主;④ 深部应变型冲击地压解危方法优先顺序为开采保护层、大直径钻孔、断底和煤层注水;深部坚硬顶板型冲击地压解危方法优先顺序为开采保护层、深孔断顶爆破、大直径钻孔、断底和煤层注水;深部断层型冲击地压解危方法优先顺序为开采保护层、大直径钻孔和煤层注水;⑤ 采用钻孔施工与预警同步一体化技术,可在钻孔施工过程中通过监测煤粉量和应力变化信息,对施工过程中可能发生的冲击危险进行同步预警。煤矿深部开采冲击地压防治作为一个复杂的系统工程,以科学分类为基础的系统防治技术体系仍是深部开采冲击地压需要重点攻关的研究方向。     

煤岩冲击动力灾害连续监测预警理论与技术

为提高煤岩冲击动力灾害的监测预警效果,采用系统的理论研究和集成创新,完善了弹塑脆性突变模型,揭示了煤岩体损伤及冲击动力破坏特征与声发射、微震、电磁辐射等前兆信息的耦合关系,提出了煤岩体冲击破坏前兆信息辨识准则与监测原理,建立了煤岩冲击动力灾害的连续监测预警技术体系,即煤岩冲击动力灾害时间上从早期综合分析预测到实时监测预警,空间上从区域监测预警到局部监测预警、点验证的时空连续监测预警,并按无、弱、中、强4级对煤岩冲击危险进行分级预测预报。应用结果表明:该技术体系可较为有效地判别和预警煤岩冲击动力灾害危险,应用矿井降低煤岩冲击动力灾害显现71%。     

矿井冲击地压预防措施研究

冲击地压作为煤矿开采过程中一种强烈的矿山压力显现形式,严重威胁工作面的安全生产以及矿工的生命安全。以新疆某矿101工作面为工程背景,综合其地质因素和开采因素两方面的评价结果,得出了101工作面的冲击危险性评价为中等冲击危险;提出了应用电磁辐射仪对工作面回采过程进行实时监测,来预防工作面冲击地压的发生;同时对冲击地压危险区域使用钻孔监测的手段,采取超前预裂顶板的卸压方式预防冲击地压的发生。     

深部孤岛工作面强卸压技术应用

张双楼煤矿7121工作面采深超1000 m,两侧采空,为典型的深部孤岛工作面.采用理论分析、数值模拟等方法综合确定了该工作面具有较高的冲击危险性.高支承应力、煤岩冲击倾向性、地质构造等为冲击危险的主要影响因素.采动应力演化的数值模拟结果显示,工作面推进过程中存在多个重点危险区域.在对围岩进行加强支护的基础上,对各重点区...     

大型深埋硬岩矿床岩爆监测系统方案研究

根据冬瓜山矿床地质构造特征和深井开采条件，总结出开拓井巷岩爆发生的位置特征，采用数值计算方法预测了采场围岩岩爆危险区。指出该矿床岩层构造和岩性分布简单、原岩应力场较均匀、采掘工程引起的岩爆范围大、位置分散。提出了以微震监测系统和短周期地震波监测系统为主，以电阻率监测、电磁波监测和现场施工观察为辅的岩爆监测系统方案。     

当量采深估算方法在岩爆危险性等级评价中的应用

为了研究浅部岩爆危险性定量评价方法,实现矿山采场岩爆分级评价和分类治理目标,根据应力叠加原理,建立了当量采深估算模型,提出了当量采深估算方法,并确定了估算方法的计算过程。研究表明:当量采深与实际采深成正相关,与矿柱尺寸成负相关。本文以山东某矿浅部岩爆现象为工程背景,由于巷道开挖和构造应力造成采场围岩应力集中,没有达到岩爆深度的浅部开采水平,却出现岩爆预兆现象。因此,采用当量采深估算方法对该矿浅部450中段采场进行岩爆分级评价,共划分48个矿柱单元,形成1个高度危险区,9个中等危险区,4个一般危险区,34个安全区,并对不同区域采取岩爆分级防治措施,达到了良好的岩爆防治目的,提高了矿山回采安全性和经济性。     

深部复杂条件下多段强冲击综采工作面防冲技术应用

结合张双楼煤矿74102工作面的基本情况,通过整体定性、分段定级和综合评价的方法判定工作面冲击地压危险状态及各区段冲击地压危险程度,采用大直径预卸压、顶板深孔预裂爆破、煤层高压注水、煤层合成区底板卸压等综合防冲技术,经过微震系统监测数据分析和现场观测,该技术防冲效果较好。     

电磁辐射监测冲击矿压灾害危险

岩石冲击破裂过程中 ,裂缝的形成和颗粒的摩擦会产生电磁辐射。煤岩体的电磁辐射是由于非均质煤岩体在应力作用下非均匀变速变形及裂纹形成与扩展过程中 ,内部电荷的迁移而产生。实验室研究了强冲击煤样破坏前后的电磁辐射规律 ,得到煤体应力越大 ,变形破裂越强烈 ,电磁辐射信号也越强 ;确定了煤样冲击破坏的电磁辐射预警值 ;提出了临界指标法、偏差法等监测冲击矿压危险的电磁辐射方法。采用KBD5矿用本安型冲击矿压电磁辐射监测仪对某矿具有严重冲击危险的四层煤工作面进行了矿震和冲击矿压危险监测 ,有效地预测了多次冲击危险 ,取得了良好的效果。     

深部矿井复合构造区冲击地压预警方法

以孟村煤矿中央大巷复合构造区周期性冲击地压为背景,在矿井现有的冲击地压监测系统的基础上,根据动静载叠加诱冲原理和冲击启动理论,提出以静载荷的积聚位置、积聚周期和动载荷的来源、供给时间为深部矿井复合构造区冲击地压"四要素"的周期性预警方法.分析认为,深部矿井冲击地压主要因素为静载荷,发生冲击地压的前提条件是静载荷必须重新...