华丰煤矿煤柱冲击地压发生规律及防治

煤矿冲击地压是世界采煤国家面临的共同难题，介绍了华丰煤矿煤岩体的地质条件和历年冲击地压的发生情况，描述了华丰煤矿发生的几次煤柱冲击地压的过程，分析了冲击原因和冲击特征，提出了在巷道掘进期间和工作面回采期间防治煤柱冲击地压的措施，并在现场应用中取得了较好的效果。     

浅谈冲击地压机理及防治

随着我国煤矿开采深度和开采强度的不断增加,发生冲击地压的频率也不断增加,通过对冲击地压本质的判定和其发生机理的分析,总结了断层错动型、煤体压缩型、顶板断裂型等三种基本类型的冲击地压;并就相应的冲击地压的防治技术作了简单概括。     

煤体振动方法防治冲击地压的机理研究

 研究了一种新的冲击地压控制方法, 即煤体振动方法的机理。在实验上, 采用分形几何方法, 研究了煤体在受振后裂隙的变化规律, 发现受振后煤体的分形维数增大, 表明煤体的裂隙增加, 且经过一定振动时间后, 分形维数趋于稳定; 研究了振动对煤体力学性质的影响, 发现受振后煤体的抗压强度、弹性模量和降模量降低, 且受振时间越长或初应力水平越高, 振动对煤体力学性质的影响越明显。应用采煤工作面和巷道冲击地压的分析结果, 从理论上证明了煤体受振后煤岩体的稳定性增加。     

对老顶高压注水是防治冲击地压的新途径

冲击地压是岩体工程中的一种灾害,特别是在煤矿造成的灾害尤为突出。因此,冲击地压问题引起国内外岩石力学界和采矿界的广泛重视,进行了大量的科学研究工作,取得了一些重要的成果,但防治研究则多以煤体为对象。本文认为,老顶运动是发生冲击地压的主导因素,对老顶进行高压注水压裂软化是防治冲击地压的一种新途径。作者在枣庄矿务局陶庄煤矿对坚硬砂岩顶板进行了高压注水试验,取得了很好的效果。本文重点论述了这次试验取得的一些重要结论和效果。     

矿井冲击地压灾害分析、探测和预防措施

冲击地压又称岩爆,是指井巷或工作面周围岩体,由于弹性变形能的瞬时释放而产生突然剧烈破坏的动力现象,常伴有煤岩体抛出、巨响及气浪等现象,它具有很大的破坏性,是煤矿重大灾害之一。     

石膏矿床冲击地压灾害形成原因及其防范

以往认为金属矿山开采深度超过500m、煤矿山开采深度超过200m时，应关注冲击地压问题。通过对石膏矿床冲击地压的灾害调查，表明石膏矿开采深度在150m以内都存在冲击地压、冒顶等事故隐患。根据调查情况，分析了冲击地压形成的地理条件及造成冲击压灾害的有关开采技术与管理等因素，并介绍了灾害的预测与预防措施。     

深埋高应力区巷道冲击地压预测与防治方法研究

 对平煤集团十二矿三水平皮带下山冲击地压预测与防治方法进行研究。结果表明,皮带下山所处位置构造复杂,以构造应力为主,地应力较大,属于深埋巷道。皮带下山围岩属典型的高强脆性岩石,具有中等偏强冲击倾向性。采用电磁辐射方法监测结果与实际发生冲击地压的情况基本一致,电磁辐射强度临界值为30 mV,脉冲数临界值为400 000次。电磁辐射指标超过临界值时具有冲击地压危险地段,采用拱顶浅孔爆破卸压法治理措施后,电磁辐射指标有明显下降,冲击地压的强度、频度均有所减弱和减少,有效地缓解和防治冲击地压发生的作用。巷道掘进施工采用短段掘锚作业,及时锚网喷索联合支护,打眼施工期间挂设防护网,最大限度地消除和缓解冲击地压的危害。     

我国煤矿冲击地压的研究现状:机制、预警与控制

从机制研究、预警技术和防治方法 3个方面出发,概述我国冲击地压研究现状。从地质赋存条件与冲击地压相互作用机制、采动应力和能量场时空演化规律与致灾机制、覆岩空间结构与冲击突出触发机制等方面阐述近年来我国冲击地压机制研究的热点问题及相关成果;介绍冲击地压监测预警系统的主要技术体系,包括"震动场–应力动态"一体化监测预警系统、冲击危险预测与监测预警体系、ZOS矿用分布式微震监测系统、无线冲击地压实时监测预警系统和冲击地压电荷监测技术;探讨快速让位吸能防冲支护技术、新型恒阻大变形锚杆(索)支护技术、基于应力控制的冲击地压区域防范技术体系对冲击地压的防治作用及其在大同、义马等矿区的应用情况。     

我国冲击地压分布、类型、机理及防治研究

在对我国冲击地压分布状况进行研究的基础上，将冲击地压分为煤体压缩型、顶板断裂型和断层错动型等三种基本类型，并分别研究其发生机理，提出了通过煤层注水、卸压爆破、机械振动致生岩体裂隙改变煤体性质防治煤体压缩型冲击地压，通过开采解放层、本层煤解放的高压水射流钻孔割缝、留设煤柱改变顶板运动规律防治顶板断裂型冲击地压，通过限制断层移动防治断层错动型冲击地压等有针对性的治理措施。     

我国煤矿冲击地压防治的格局、变局和新局

梳理和总结我国煤矿冲击地压防治的研究成果，从冲击地压防治的科学、技术和管理视角，对我国煤矿冲击地压防治现状、面临问题和发展方向进行分析和阐述，希望起到抛砖引玉的作用，进一步推动我国煤矿冲击地压防治水平的提升。从我国煤矿冲击地压矿井基本情况，冲击地压发生机制和理论，开采前冲击地压危险性评价预测，开采中冲击地压危险性监测预警，冲击地压防治方法和技术，冲击地压法规文件及管理体系，冲击地压防治效果等方面对我国冲击地压防治现状进行系统分析。从冲击地压灾害防治形势、防治标准、复合灾害、矿震态势、巷道支护、冲击地压预警、冲击地压监测技术等方面阐述我国煤矿冲击地压防治面临的问题。提出加强基础研究、合理确定防冲设计安全系数，发展冲击地压预测防治智能化，实施矿震、冲击地压复合灾害一体化防治，完善本煤层自解放开采技术，推进全巷吸能液压支架支护技术，科学鉴定冲击地压矿井等提高我国煤矿冲击地压防治水平的努力方向。     

高应力区分层开采冲击地压事故发生机理研究

以某矿厚硬顶板条件下特厚煤层上分层开采发生的巷道与工作面同时冲击的事故为背景,研究事故发生的机理与治理方法。研究表明:引起事故的主要力源来自上层煤煤柱、不等宽区段煤柱、巨厚坚硬顶板和大断层等形成的集中应力;主要冲击灾害体是巷道和工作面内的底煤;底煤发生冲击的主要力学机理是底煤在水平应力突变条件下发生屈曲破坏,并在垂直应力作用下发生冲击性滑移。提出了上层煤柱对下层煤采动影响范围与冲击危险范围的评估方法,为制定恢复生产方案提供了科学依据。根据发生事故的机理,制定并实施了恢复生产的方案,通过实施危险区卸压措施和建立冲击危险实时监测预警体系,工作面恢复了生产,保障了安全开采。     

山西低阶煤分布特征分析和开发利用前景

低阶煤占中国已发现煤炭资源量的58%,充分开发和利用低阶煤,对于煤炭资源清洁高效利用具有重要的战略意义和经济、环境价值。山西拥有低阶煤资源量251.28亿t,占全省已查明保有煤炭资源总量的9.28%。山西低阶煤主要有长焰煤、弱粘煤、不粘煤以及少量褐煤,主要分布在山西晋北煤炭基地大同矿区、朔南矿区、河保偏矿区和平朔矿区,合计占全省低阶煤资源量的97%。山西的长焰煤具有低水分、中灰、中挥发分、高硫、高热值的显著特点;大同组的弱粘煤低灰低硫,山西组弱粘煤灰分较高,太原组弱粘煤中灰中硫;不粘煤为低灰中硫。山西低阶煤拥有资源和区位集中、保有资源量大、长焰煤资源优势明显、动力煤供应充足四大特点,具有良好的分级分质利用和整装开发潜力。     

冲击地压煤层局部保护层开采的减压机理研究

保护层开采是区域性防治冲击地压的有效方法,但当开采保护层不具有经济价值、不开采保护层又不能保证主采煤层防冲安全的条件下,提出了开采局部保护层的防冲方案并进行了防冲和防大变形灾害的机理研究。为了论证开采局部保护层防冲方案的安全性,通过建立局部保护层和被保护层的力学关系模型,推导了在局部保护层作用下岩体应力的计算公式,绘制了不同宽度局部保护层条件下引起冲击的垂直应力和剪应力分布云图,给出了发生冲击和大变形边界的应力判据,为设计被保护层巷道的安全位置提供了理论依据。结合河南某煤矿的实际情况,给出局部保护层减压效果的计算方法,计算结果在该煤矿强冲击危险工作面设计中得到了应用。     

活性炭测氡法在煤层自燃区探测中的应用——以山西宁武县寺耳沟煤矿为例

为了研究活性炭测氡技术在确定煤层自燃区范围的准确性,采用现场踏勘和红外探测相结合的方法,初步圈定煤层自燃隐蔽高温区和煤自燃氧化区的测氡范围,而后以40 m×10 m网度布置活性炭氡气测点,通过对测点进行平面等值线分析最终圈定火区范围。采用10个钻孔对测氡分析数据进行验证,钻孔数据显示测氡数据分析结果基本准确、可靠。采用活性炭测氡法在宁武县寺耳沟煤矿共确定3处火区的范围,为后期灭火工程提供了准确的基础数据。采用活性炭测氡法在宁武县寺耳沟煤矿成功圈定了煤层自燃区,表明该方法在矿山隐伏火区探测中具有一定的应用前景。     

山西煤下铝土矿勘查开发主要地质问题及开采条件分析

山西石炭-二叠系煤下铝土矿在全省含煤地层广泛分布,矿体平均厚度1～3 m,铝硅比5左右,随埋深增加矿体硫含量增高。矿体沉积基底主要为奥陶系峰峰组灰岩,少数为马家沟组和寒武系凤山组地层。沉积盖层北部为厚层灰岩,中部为灰岩泥岩互层,南部为薄层灰岩和泥岩。山西煤下铝土矿矿体形态复杂、跨采空区、顶板维护困难、水文条件复杂。勘查阶级首先要查明矿体基底构造形态、矿体赋存范围、上部采空区的空间赋存特征、富水性圈定有利成矿区;煤矿建设和生产阶段主要查明工程地质条件,闭坑煤矿首先要查明采空区范围和积水范围以及瓦斯地质条件;开发阶段需充分考虑水文地质条件,同时做好顶板支护。     

基于三维地震资料的河南永夏煤矿区李大庄煤矿探区构造精细解释

河南永夏矿区李大庄矿探区内煤层构造发育.结合区域构造地质背景,在三维地震勘探区开展地层对比追踪、断点解释和组合断层等工作,查明了探区褶皱形态与类型,刻画了断层的数量、密度、性质、断距和展布等特征.研究结果表明:探区褶曲及小的波状起伏较多,主要发育有6个褶皱;共组合煤层断层274条,正断层273条,逆断层1条,其中7条为...     

特厚煤层掘进工作面冲击地压综合监测预警技术研究

以近年来特厚煤层掘进工作面冲击地压事故为工程背景,通过事故现场勘查对其发生冲击地压的机理进行研究,提出了基于围岩动态结构演化的掘进工作面冲击地压事故分区:即迎头区、塑性圈动态演化区、塑性圈稳定区。通过研究各区域冲击地压发生机理和可监测特征,提出了采用"围岩震动、围岩应力动态、锚杆锚索支护力和煤体钻屑量"进行四位一体的监测预警特厚煤层掘进面冲击地压实时危险性的学术思想,并通过现场实践得出了工程上监测预警特厚煤层掘进工作面冲击危险性的方法和指标。将研究成果分别应用于陕西、河南等矿区特厚煤层工作面掘进期间的冲击地压监测预警,有效预警了掘进期间的冲击危险并及时采取了卸压解危措施,保证了工作面的安全开采。     

基于应力与围岩分类的冲击地压危险性评价研究

 基于山东某矿井复杂多样的地质和开采环境,提出了对冲击地压实行分类评价的技术思路。根据外部应力与巷道围岩相互作用后的围岩结构稳定性及其冲击倾向性,对围岩的冲击危险性和类型进行分类。外部静应力计算时采用倾向“载荷三带”理论模型,动应力计算时采用长壁工作面走向“载荷三带”理论模型,再叠加上构造应力等,实现了外部应力的近似计算;将外部应力作用于不同的围岩结构,结合煤岩体的冲击倾向性,得到围岩的冲击危险性和冲击类型。以此为基础形成的冲击地压分类与评价方法能较准确地反映回采工作面的冲击类型和危险程度,为制定针对性的治理措施提供了较准确的依据。研究成果已经在山东能源集团进行了应用,取得了良好的效果。     

高地应力特厚煤层“蠕变型”冲击机理研究

多起“蠕变型”冲击事故分析表明：该类冲击属于典型的隐蔽性灾害,具有自发性和时滞性的特点,发生机理的不明导致其防治极具挑战,给深部特厚煤层的安全开采造成了严重威胁。“蠕变型”冲击与不稳定蠕变密切相关,通过建立蠕变模型和三维蠕变方程,得到高地应力与特厚煤层为不稳定蠕变的形成提供了有利的孕育条件;分析了巷道围岩不稳定蠕变破坏的过程,认为不稳定蠕变通过强度“腐蚀”和应力解除2方面实现启动冲击和减小阻抗,从而在受外部静态应力叠加影响的巷道薄弱区域形成“蠕变型”冲击,并提出了判别其发生可能性的评估公式。针对这类冲击的发生机理,提出了针对性的防治措施建议：合理布置巷道、加强主动支护、优化卸压参数和长期监测。