华亭煤矿冲击矿压综合防治技术研究与应用

针对华亭煤矿进入深部开采冲击矿压日益凸显,严重危及矿井安全生产的现状,加大资金投入,加强技术研究,综合分析冲击矿压发生的原因,采取声发射、微震、电磁辐射、钻屑等综合监测手段,分区分级预测预报冲击矿压;采取顶板深孔爆破、煤体卸压爆破、煤层及顶板注水、钻孔卸压等综合防治手段,按照不同地点冲击矿压的危害程度,分级分区地开展矿压防治工作,达到冲击矿压综合防治的目的。     

爆破卸压技术防治冲击矿压的应用研究

针对矿井具有冲击矿压的特点,利用爆破卸压技术防治冲击矿压。本文介绍了深孔卸压爆破参数及爆破工艺,利用电磁辐射法对卸压爆破效果进行监测。现场试验结果表明,深孔爆破防治冲击矿压取得了良好的效果。     

冲击矿压综合防治技术在星村深井的应用

针对深部矿井在开采过程中遇到的一些冲击矿压问题,通过微震监测技术、数值模拟分析等方法预报了可能存在的冲击威胁,依据强度弱化减冲理论,对危险区域针对性地采取大直径钻孔卸压技术和煤体爆破卸压技术等解危措施,有效地解除了冲击矿压危险,实现了安全生产,对于后期矿井进入千米开采阶段的防冲工作具有借鉴和指导意义。     

爆破诱发冲击矿压的原因及微震信号的波谱分析

在冲击矿压危险的煤矿巷道掘进施工中,爆破作业是冲击矿压的主要诱发因素。通过对爆破诱发冲击矿压的原因进行分析并结合微震监测到的爆破诱发冲击矿压的事件对微震波形进行的频谱分析。认为对冲击起主要诱发因素的是爆破产生的应力波和地震波,其增加煤体的动应力和破裂面的应力反射诱发了冲击。爆破震动波相对于冲击矿压产生的震动波是高频、低能量、作用时间短的事件。爆破震动波本身不能产生冲击矿压,而是使处于极限应力平衡状态下的煤体发生了突变。     

爆破卸压技术防治冲击矿压的应用研究

针对矿井具有冲击矿压的特点,利用爆破卸压技术对其进行冲击矿压防治,论文介绍深孔卸压爆破参数及爆破工艺,阐述利用电磁辐射法对卸压爆破的监测,通过现场试验与电磁辐射及其指标的监测分析,取得了良好的检验效果。     

冲击矿压危险的电磁辐射监测技术

电磁辐射现象是受煤体变形破裂的结果。现场观测表明 ,工作面周围不同位置 ,电磁辐射信号是不同的 ,煤体中的应力越高 ,变形破裂越强烈 ,电磁辐射信号越强。同时给出了冲击矿压前后、卸压爆破前后、爆破诱发冲击矿压前后电磁辐射的变化规律。据此建立了冲击矿压危险性预报的电磁辐射监测技术     

强冲击倾向性煤层工作面高危区域的防治技术

砚北煤矿250206工作面煤层具有强冲击倾向性,顶底板为厚层砂岩,坚硬性脆,易集聚弹性能,底板沿走向次级褶曲发育,起伏不平,形成构造应力集中,向斜轴部应力较大,是易发生冲击矿压的高危区域。为此,在微震监测、地音监测、电磁辐射监测等日常矿压预测预报的基础上,开展综合治理,在工作面高危区域实施顶底板和煤体注水卸压、煤体卸压爆破、切顶爆破卸压等措施,为矿井安全、高效生产奠定了基础。     

不规则工作面冲击矿压防治技术研究及应用

对不规则工作面进行多因素耦合的冲击矿压危险性分析,得到了该工作面的冲击危险性,并找出了危险区域。采用数值模拟方法,研究该不规则工作面的应力演化规律,发现断层及拐角煤柱附近应力明显高于其他区域。针对该工作面的不同危险区域及应力分布规律,提出冲击矿压综合防治技术。首先采用微震系统、钻屑法等预警技术对矿井进行整体和局部监测;然后采用煤层注水,大直径深孔卸压,深孔卸压爆破等技术对危险区域进行解危处理,有效地避免了冲击矿压灾害的发生。     

冲击矿压危险的电磁辐射监测技术

电磁辐射现象是受煤体变形破裂的结果，现场预测表明，工作面周围不同位置，电磁辐射信号是不同的，煤体中的应力越高，变形破裂越强烈，电磁辐射信号越强，同时给出了冲击矿压前后，卸压爆破前后，爆破诱发冲击矿压前后电磁辐射的变化规律，据此建立了冲击矿压危险性预报的电磁辐射监测技术。     

孤岛煤柱下冲击矿压分析及综合防治技术

为解决某矿东一采区9#煤回风下山掘进过程出现的冲击矿压难题,采用SOS微震系统进行分析测量,得到了该巷道在孤岛煤柱下矿震的时空演化规律及前兆信息,高应力和矿震扰动是诱发巷道围岩冲击破坏的主要原因。为此,对该巷道实施帮部大直径钻孔卸压,底板、顶板预裂爆破及加强支护强度等综合治理措施,冲击矿压得到有效控制。     

高地应力条件下高压空气爆破卸压增透技术实验研究

为探索高地应力条件下的非常规卸压增透技术,研究了深部矿井高压空气爆破卸压机理,分析了地面与井下气爆致裂煤体的差异性,构建了高地应力条件下高压空气爆破卸压范围的理论计算模型,以丁集煤矿为工程背景,理论计算了气爆致裂煤体的卸压范围;详细介绍了高压空气爆破技术与装备,开展了高压空气爆破的地面实验,得到了有、无位移约束2种条件下混凝土试件气爆破坏效果与破坏特征,分析了气爆压缩波反射作用对试件的破坏影响作用;开展了丁集矿的井下现场试验,研究了气爆卸压增透效果,分析了气爆前后钻孔瓦斯流量、瓦斯抽采量、衰减系数与透气性系数的变化特征,结合以往经验类比与理论计算,得到了气爆后卸压增透的最佳范围。研究结果表明:在气爆压力达到60 MPa左右时,有、无位移约束的混凝土试件破坏程度很高,主要呈现出径向断裂特征;在淮南丁集煤矿气爆后的煤层钻孔瓦斯流量是无气爆的6～8倍,瓦斯抽采量是气爆前的4～7倍,透气性系数是未气爆的5～1 050倍,衰减系数是未气爆的0.4倍,气爆的最佳卸压增透半径不超过2 m;首次气爆使爆孔周围煤体的力学性质得到弱化,相当于爆孔周围发生了卸荷效应,在二次气爆与高地应力共同作用下形成了较大的松动破坏范围,从而达到卸压增透目的。     

高应力区硬煤层巷道钻煤粉卸压技术分析

针对高应力区硬煤层巷道,由于难以注水,采用传统煤体爆破和大直径钻孔卸压方式往往不能将冲击危险降低到可接受水平。通过现场试验,提出了一种钻煤粉卸压技术,其特点是采用小直径、小孔间距的钻孔钻出大量煤粉,其原理类似于使煤层巷道围岩产生大变形,变"硬"煤为"软"煤,其效果使高应力区煤体得以有效卸压,降低和解除冲击危险,保证工作面安全生产。     

近直立煤层深浅孔爆破卸压技术与效果分析

为降低近直立煤层工作面水平地应力集中程度,理论分析了近直立煤层顶底板爆破卸压原理,提出了近直立煤层深浅孔爆破卸压方案,采用钻孔成像对爆破前后卸压效果进行了对比分析,并通过现场电磁辐射、微震数据分析对卸压爆破效果进行了验证,研究结果表明：采用深浅孔爆破后,顶底板岩层中形成了立体“缓冲带”,阻碍了高水平地应力向工作面传递,降低了应力集中程度;爆破后顶底板发育新的裂隙,数量增加约46.6%,若干裂隙扩展为离层,局部出现破碎区;爆破后工作面两侧煤岩体电磁强度明显降低,爆破前后微震能量与频次呈现先升高后降低规律,起到了良好的卸压效果。     

小断面隧道快速掘进爆破方案优化研究

为解决西南地区小断面隧道爆破开挖时围岩稳定性差、超欠挖严重、爆破振动速度过大等问题,从水压爆破、准直眼掏槽形式、毫秒延时爆破三个方面对相关爆破参数进行优化分析,并从理论上给出了取得良好降振效果的最优毫秒延时范围。结果表明：1）水压爆破技术和准直眼掏槽形式的使用,能较好地改善爆破效果,形成较好的隧道轮廓和掏槽效果,但是无法控制爆破振动大小。2）从波形叠加的角度对隧道毫秒延时干扰降振原理进行了分析,得到了23ms～46ms的最优毫秒延时理论值范围。3）经现场验证,不良地段选用25ms延时作为相邻炮孔延期时间,掏槽眼与辅助眼、辅助眼与底板眼之间选用45ms延期时间的隧道断面延时设置能够将振动速度控制在1cm/s以下,降振效果良好。     

钻爆压抽四位一体技术在单一煤层瓦斯治理中的应用

通过对单一煤层水力压裂穿层定向卸压技术的应用研究,逐步查清该方法不能保证局部顺层抽采瓦斯效果的原因,进一步提出增设措施孔和穿层卸压控制爆破与水力压裂配合的钻爆压抽一体化消突措施,结果表明,该措施可控制水力压裂方向,避免无序压裂,消除了单纯水力压裂技术所造成的应力集中,可使煤(岩)体实现整体卸压,最终消除突出危险性。     

韩家湾煤矿切顶卸压沿空留巷技术应用

为进一步提高煤炭资源回收率,以韩家湾煤矿214201工作面应用沿空留巷开采技术为背景,为确保工作面成功留巷,在工作面实施爆破切顶卸压技术实践。结合煤层顶底板岩石物理力学性质,通过理论分析与现场试验确定切顶卸压爆破技术参数,在实施爆破切顶前采用恒阻大变形锚索加强切顶侧顶板支护,之后采用爆破切缝技术定向切顶卸压。现场监测结果表明,爆破切顶卸压之后,顶板能够按照预定的方向切缝,在工作面回采过程中,通过对留巷支护参数及形式的设计,最终所留巷道效果明显,达到了沿空留巷的目的。     

煤矿动压巷道围岩稳定性协同卸压控制技术研究

煤矿动压巷道围岩的稳定性对矿井安全生产至关重要.为有效控制采动压力影响下的巷道失稳变形,以德通煤矿2201工作面动压巷道为工程背景,对动压巷道破坏现象及围岩应力演化规律等进行分析,结果表明:开采动压周期性叠加使巷道围岩垂直应力集中并呈双峰拱形非对称分布,巷道变形呈抛物线形,应力集中和位移最大区域巷道易失稳.因此,提出以...     

爆破动载下强冲击危险巷道锚杆轴力定量损失规律的试验研究

针对目前冲击地压矿井卸压爆破参数常不合理导致支护损伤,降低防冲效果的问题,采用锚杆无损检测系统在井下强冲击危险巷道进行现场原位试验研究,定量化分析了爆破动载下锚杆轴向工作阻力的定量损失规律。通过分析,获得了不同药量的爆破导致锚杆轴力损失的影响程度及空间范围。发现了爆破药量不小于6 kg时,随至震源距离的增大锚杆轴力的平均损失率基本呈乘幂关系衰减,但也存在局部突增的可能。同时爆破下锚杆轴力损失是与锚杆方位相关的,距震源越近与锚杆方位的相关性越显著。随着爆破药量的增大锚杆轴力损失率升高,药量越大升高速度越快。通过分析发现,众多影响因素中至震源的距离和锚杆方位只是表层因素,而爆破药量和煤体性质才是核心因素,并且核心因素间也存在相互影响。综合考虑爆破下锚杆轴力损失规律以及煤层爆破的卸压效果,优化了内蒙某矿强冲击危险巷道爆破卸压参数,现场应用效果理想。由此建立了冲击地压矿井煤层卸压爆破参数优化的现场原位试验方法。     

大采高厚坚硬顶板巷道定向爆破切顶卸压技术研究

针对马道头煤矿5209工作面回风巷在高强支护情况下,伴随着上临5210工作面回采产生的巷道大变形问题,采用理论分析、数值模拟、现场试验等方法,对大采高厚坚硬顶板巷道定向爆破切顶卸压技术进行了研究。研究结果显示：巷道爆破切顶卸压的工作机理是通过对煤柱侧未垮落基本顶岩层进行爆破切顶,使其及时垮落,进而减小煤柱载荷和基本顶岩层因为旋转下沉而对煤柱造成的挤压变形|基本顶岩层在爆破切顶卸压后初次垮落步距与周期垮落步距均减小,进而减轻了矿压显现程度|爆破切顶卸压的最佳切顶角度为60°,在爆破切顶卸压后,煤层垂直应力峰值由21.1MPa降低至16.3MPa|爆破后钻孔窥视结果显示,爆破孔与导向孔均沿着孔内聚能管聚能槽方向产生了与走向切缝方向一致裂纹|在5209回风巷进行了巷道表面位移观测发现总体变形量较小,巷道完整性较好,定向爆破切顶卸压效果显著。