急倾斜特厚煤层冲击地压防治技术实践研究

以乌东煤矿88°急倾斜特厚煤层水平分段工作面开采过程中发生的一起冲击地压案例为背景,依据微震监测结果,确定了B2-B3煤层之间岩柱活动是诱发冲击地压的主要危险源,采用岩层空间结构破断和强度弱化防冲思想,开展了岩柱地面爆破和井下注水的现场实践,对近百米厚、数百米高的岩柱进行了空间结构破断和回采水平强度弱化。实践表明,地面爆破有效改善了岩柱应力分布和集中程度,注水有效降低了岩柱能量积聚及其活动的剧烈程度,效果检验表明冲击地压得到了有效防治。     

急倾斜巨厚煤层矿震诱冲机制及时-空特征

针对急倾斜巨厚煤层赋存环境复杂,开采过程矿震频发,冲击危险性高的问题,通过构建岩柱力学模型及数值模型、统计分析现场矿震事件,掌握急倾斜巨厚煤层开采的煤岩灾变规律,形成基于动静载理论的急倾斜巨厚煤层矿震诱冲机制。选取5个微震指标深入分析矿震发生的异常前兆及时间跨度特征,预警冲击危险并把握补强卸压时机;通过微震事件定位掌握矿震发生的空间特征,明确卸压关键区域,基于矿震发生的时空特征提出防冲策略。研究结果表明：急倾斜巨厚煤层岩柱在直立极限长度范围内其弯曲变形效应随采深增大愈加明显,岩柱内部能量积聚随采深增加也愈高,岩柱及煤层内高能量积聚区域受开采扰动发生大尺度破裂产生矿震,形成动载震动波,动静载叠加易诱发冲击;矿震发生前日总能量-频次、A(b)、S均出现低值异常,b、P(b)均出现高值异常,异常跨度即表示矿震孕育过程。矿震发生时日总能量-频次、A(b)、S均快速跃升至高值,b值、P(b)值均快速降低至低值;矿震事件发生前在空间上某区域出现明显的缺震现象,缺震程度越高矿震能量越大,据此可对缺震区域采取补强卸压措施,从源头降低冲击危险性。防冲策略包括对岩柱及煤层充分卸压,弱化冲击源头及路径,加强...     

有冲击性巨厚煤层掘进期间冲击地压防治技术

在具有冲击性巨厚煤层中掘进 ,从支护和改变上覆岩层应力分布两个方面采取必要措施 ,达到比较理想的效果 ,不仅保证了掘进安全 ,还减少了修护费用 30 0多万元 ,取得了良好的经济和社会效益     

基于加卸载响应比的冲击地压矿井急倾斜巨厚煤层推进速度研究

工作面推进速度过快易诱发冲击地压等动力灾害,探讨合理的工作面推进速度已成为冲击地压矿井安全高效开采亟待解决的关键.采用数值模拟、岩石力学试验和现场微震监测等方法,通过研究急倾斜巨厚煤层推进速度影响下工作面前方煤体经历的采动应力路径,分析推进速度采动应力路径下的煤样力学行为特征.完成了采动应力路径下煤样加卸载响应比的变化...     

急倾斜特厚煤层冲击地压防治探索与总结

急倾斜特厚煤层开采顶板破断运动复杂,应力和能量演化规律特殊,在深部“三高一扰动”影响下,冲击地压防治不容乐观。基于某矿2016年冲击地压事故后急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击地压防治经验,从急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击地压发生机理、瓦斯突出与冲击地压综合防治和冲击地压管理详细介绍了该矿7年来急倾斜特厚煤层冲击地压防治经验。冲击地压发生机理方面,建立了顶板岩层倾斜悬臂梁模型,揭示了顶、底板覆岩结构破断失稳演化过程,划分了夹持煤体受力状态分区,提出了急倾斜特厚煤层冲击“夹持理论”。瓦斯突出与冲击地压综合防治方面,基于冲击地压灾害控制解危技术的强度弱化减冲理论,结合原有防突措施体系,提出了既能防冲且对防突有利的解危措施,形成了某矿瓦斯/CO2突出-冲击地压“双防”技术体系,建立了适用于某矿急倾斜特厚煤层水平分段开采的冲击地压防治体系,以钻屑量和瓦斯吸解值验证了瓦斯突出防治的强度保障,同时以加强实施卸压措施工作面的微震事件分布及各能级总频次和能量对比,论证说明了卸压方案防治效果的有效性。冲击地压管理方面,形成了预测评价、监测预警、治理预防、效果检验、安全防护和教育培训“六位一体”综合防治架构,...     

急倾斜特厚煤层回采速度诱发冲击地压实践研究

为研究乌东煤矿急倾斜特厚煤层综放面回采速度对冲击地压的影响,采用理论分析和现场监测的方法,分析了不同回采速度微震事件能量释放特征和构造应力区的能量变化特征,建立了综放面回采速度动态调控方法,并在实际回采中得到很好的应用。研究表明:回采速度与微震事件能量具有相关性,回采速度达到6 m/d时微震事件能量突增,发生冲击地压的可能性大幅度提高。理论计算得出构造应力区发生冲击地压临界值为1.29×105J,回采速度从4 m/d增加到6 m/d,应力梯度区和高应力区的能量突增,且速度为6 m/d应力梯度区的能量变化最明显。同时基于日微震事件特征和单位推进度微震事件特征确定的动态调控阈值,为实现急倾斜特厚煤层综放工作面安全开采提供科学依据。     

急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击机理及防治

为了防治急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击地压灾害,以甘肃窑街三矿为工程背景,提出了急倾斜特厚煤层工作面冲击地压的动静载叠加诱发机理以及针对性的防治对策。结果表明:由采动应力非对称分布引起的夹持煤体高集中应力是急倾斜煤层冲击的静载力源,而覆岩破断及结构失稳所形成的强动载是冲击的主要动载力源;在动静载叠加作用下,当应力达到急倾斜煤岩大范围失稳临近载荷则诱发冲击灾害。基于急倾斜煤层开采诱发冲击的动静载力源特征,建立了综合采用顶板深孔预裂爆破控动载、巷帮与底煤爆破或大直径钻孔卸静载的三位一体冲击地压防治技术体系,并成功应用于窑街三矿五采区工作面。     

掘巷过断层冲击地压防治研究

分析认为阳城煤矿3304工作面运输顺槽掘进过FD34断层期间,断层面向前0~20m范围内煤岩掘进过程中具有冲击危险性。为确保安全,巷道掘进过程中采用电磁辐射和钻屑法进行冲击危险监测预警,采用爆破卸压和钻孔卸压相结合的方式进行解危,保证了通过FD34断层施工的安全。     

巨厚煤层冲击地压的机理及预防措施

以义马千秋矿冲击地压倾向性鉴定结果为依据，探讨了缓倾斜巨厚煤层的冲击地压的影响因素及特点，针对性地提出开采技术、煤体注水、卸载爆破等巨厚煤层冲击地压综合防治措施。指出冲击地压特性是由煤的物理特性、矿井开采深度、开采方法等多因素决定，矿井应当根据本矿的具体情况，采取切实可行的措施。     

深部急倾斜特厚煤层分层开采冲击地压防治技术

为了防治砚北煤矿1502采区急倾斜特厚煤层水平分段开采的冲击地压.对该矿冲击地压发生的影响因素及实测数据进行了分析研究,得出运输巷冲击地压的发生主要受上下分层工作面采掘交替影响,在上部回采工作面超前下部掘进工作面80～150 m时影响最为明显;回风巷除受采掘交替影响外,还受地质构造应力的影响,在煤层倾角突变处的前方10...     

急倾斜特厚煤层多分层同采巷道冲击地压成因及控制技术研究

以甘肃华亭煤矿601,602回采工作面冲击地压回采巷道为研究背景,通过现场原岩应力场测量以及上覆围岩结构的力学分析,确定冲击地压发生的力源主要是向斜构造应力场与多分层同采导致的叠加应力场形成的复合应力场,上覆岩层"悬臂梁"结构失稳导致的冲击载荷是诱发冲击地压发生的结构性动力因素;基于此,提出以"错峰调压+爆破切顶+强力支护"为核心的急倾斜特厚煤层分层同采巷道冲击地压控制技术,通过错峰调压来降低回采巷道围岩煤岩体受超强采动影响造成的应力集中程度,爆破切顶控制上覆岩层"悬臂梁"结构的形态,强力支护使回采巷道围岩煤岩体与支护材料形成具有"高强度、强让压、整体性"支护体系。最后确定华亭煤矿同采工作面不宜超过2个,回采工作面间的错距不得小于500 m;在602工作面回风巷道布置钻孔应力计对爆破效果进行检验,结果表明巷道围岩煤岩体内部的集中应力在措施后呈阶段性降低的趋势,从而认为该控制技术可有效防止急倾斜特厚煤层分层同采导致的冲击地压灾害的发生。     

巨厚砾岩下特厚煤层巷道掘进冲击地压防治研究

以河南某矿23150工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析、数值模拟等方法,研究了巨厚砾岩下特厚煤层巷道掘进异常的机理以及开采局部保护层的防治方法。得出以下结论:采空区上覆岩层处于非充分采动状态,巨厚砾岩尚未破断,自重应力与巨厚砾岩传递应力叠加形成了下平巷的高应力场,高应力是特厚煤层巷道冲击危险的主要原因;合理的局部保护层开采范围是保证巨厚砾岩下特厚煤层巷道处于低应力状态的关键。通过建立局部保护层宽度计算的力学模型,推导了局部保护层开采范围,并通过数值模拟验证了理论计算的正确性。     

动静组合加载下急倾斜特厚煤层开采煤岩冲击破坏特征研究

针对急倾斜特厚煤层开采冲击地压灾害,基于动静组合加载相似模拟试验研究了急倾斜特厚煤层开采煤岩动力响应及其冲击破坏特征.结果表明:急倾斜煤层工作面顶底板两侧煤体受力状态和冲击破坏均呈现非对称性,同一分段顶板侧煤体采动应力峰值、动力损伤程度和动态变形均大于底板侧煤体,该冲击显现属于整体失稳型冲击地压类型,以顶板侧煤体动力破...     

急倾斜煤系岩层中巷道地压与支护

在新建的订八里塘煤蝇底车场巷道所进行的巷道围应力及力学性质的套筒致裂法现场测试研究，以及井巷支护工作状况的分析是本文的主要工作。     

急倾斜巨厚煤层群难采资源开采的覆岩破断与能量释放规律

针对急倾斜巨厚煤层群难采资源的安全开采问题,采用物理模拟实验与理论分析方法,对急倾斜巨厚煤层群不同开采工艺产生的覆岩变化、破断高度、微震能量等特征进行了分析与对比,推导了急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断积聚能量的理论计算公式,并由不同开采工艺的对比分析结果为急倾斜巨厚煤层群向深开采的方案设计提供思路。研究结果表明：急倾斜巨厚煤层群水平分段综放开采的中间岩柱集中破断形成岩柱与上部煤层顶板的联动效应,容易引发冲击地压等的动力灾害事故;走向长壁开采中区段煤柱的强支撑作用,使得急倾斜巨厚煤层群向深开采过程中覆岩破断高度与范围的增幅较小。通过构建急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断力学模型,推导得出急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断积聚能量计算公式。急倾斜巨厚煤层群采用走向长壁的累计微震能量24.28×10⁵ J,较水平分段开采的累计能量小15.67%。水平分段综放开采过程中,单次开采的平均能量比走向长壁开采较低,且避免了煤柱留设时煤炭资源的浪费。顶板破断的能量不充分释放,容易造成其下次破断能量释放的峰值效应,且中间岩柱大范围集中破断容易对矿井的安全生产带来挑战。基于节约矿井资源的同时又能避免大范...     

夹矸厚煤层掘进工作面冲击地压机理及防治技术

以某矿掘进工作面冲击地压事故为工程背景,通过理论分析和数值模拟,研究了夹矸厚煤层冲击地压的发生机理,认为夹矸带形成的应力集中区与掘进面超前应力叠加造成局部应力高度集中,是诱发掘进工作面冲击地压的主要原因;在此基础上,提出了"迎头-巷帮-底板"综合卸压方法以及合理的掘进支护方案。     

特厚煤层综放临空巷道冲击地压综合防治技术应用

在特厚煤层开采过程中,由于临空巷道受相邻上一个工作面采空区顶板活动以及现采工作面回采影响,在回采过程中,由于临空侧向静载荷和回采期间超前动载荷相互叠加,导致临空巷道围岩应力随之上升,巷道冲击风险也随之增加。以小庄煤矿40205回采工作面为背景,采用理论分析、现场实测、数据统计等方法,研究分析了临空巷道工作面回采过程中产生冲击的主控因素并制定出了相应的防冲卸压技术方案;现场实施后,通过微震、应力监测方法进行了效果检验。结果表明：特厚煤层临空巷道回采过程中,通过现场防冲卸压技术方案的优化后,微震能量数据主要以10²J/d为主,临空侧巷道两帮收敛量降低了96%,工作面超前100～150 m内,应力值降低至7.3 MPa,同时,通过采用“锚索+双网+大托盘”联合支护,提高了巷道的支护能力,工作面回采期间冲击地压防治效果显著,为后期临空巷道回采积累了经验。     

特厚煤层冲击地压区防治煤与瓦斯突出的探讨

本文介绍了老虎台矿特厚煤层掘进工作面防治煤与瓦斯突出的方法 ,对同类型矿井有借鉴意义。