大采深强冲击“刀把形”孤岛采煤面冲击地压防治技术

介绍了山东能源肥城矿业集团梁宝寺煤矿3201下孤岛工作面冲击地压防治技术。3201下孤岛工作面开采深度大于700m,煤层具有强冲击倾向,为孤岛、厚煤层、不规则、构造复杂工作面,基于防冲安全需处理"刀把区"煤柱的合理留设,工作面严重受冲击地压威胁,冲击地压防治难度较大。工作面开采过程中,通过精心研究特定开采条件,进行了防冲设计、监测、卸压、解危、检验等针对性技术研究与实践,进行全过程监测、卸压、解危开采,对"刀把区"煤柱采取了安全论证与合理留设,为其它相似条件下受冲击地压严重威胁孤岛工作面安全开采提供了参考与借鉴。     

孤岛工作面防冲安全开采论证方法研究与应用

为便于执行《煤矿安全规程》和《防治煤矿冲击地压细则》中关于开采冲击地压煤层孤岛煤柱应进行防冲安全论证的规定,提出一种孤岛工作面防冲安全开采论证方法,并进行工程应用。结果表明:孤岛工作面防冲安全开采论证包括冲击地压矿井属性论证,孤岛工作面冲击类型论证,孤岛工作面冲击危险等级评价,矿井防冲能力论证;依据煤层冲击倾向性鉴定结果和煤层冲击危险性评价结果论证煤层冲击地压属性,进而得到冲击地压矿井属性;对于冲击地压矿井,根据孤岛工作面支承压力分布论证冲击地压类型;在开展冲击危险因素排查和冲击危险性评价的基础上,计算防冲工程量;依据矿井防冲机构与人员配备情况、监测系统覆盖能力、卸压机具配备情况,论证矿井防冲能力;最后,综合冲击地压类型、冲击危险等级及防冲能力与防冲工程量之间的关系,得到能否保障安全开采的结论。     

孤岛工作面区段煤柱留设及支护参数优化

禾草沟煤矿50113工作面是501盘区东翼两侧跳采所形成的孤岛工作面。煤岩体应力集中,上覆岩层存在多层厚硬砂岩顶板关键层。该工作面受顶板破断、顶板自重及煤柱宽度留设不当等影响可能发生冲击动力现象。针对50113孤岛工作面可能存在的冲击危险,采用数值模拟、理论分析以及现场实践确定合理的煤柱留设宽度,降低孤岛开采应力集中程度;同时对巷道支护参数的防冲能力进行验算,根据验算结果制定合理的巷道加固方案,确保巷道支护强度满足防冲能力;通过留设合理煤柱宽度、加固支护强化巷道防冲能力,有效降低工作面冲击危险程度,保证工作面的安全开采。     

大采深孤岛开采冲击地压防治实践

冲击地压是一种较为典型的矿山灾害动力现象,张双楼煤矿在深部严重冲击地压危险区进行采掘作业,通过实施掘进期间卸压、冲击危险区钻孔卸压、煤体、煤层爆破卸压等综合防冲措施,取得了较好的防冲效果,安全回收了开采深度超过1 000 m的7121综采工作面孤岛煤柱。     

不规则煤柱下巷道卸压解危技术研究与应用

3216外切眼处于四层煤柱高应力区域内,煤柱形似"刀把",与孙村矿发生冲击地压时的巷道布置极为相似。根据集团公司领导及专家对3216外切眼的安全评估,确定该巷道具有冲击危险性并被集团公司列为A级隐患,需对该巷道进行卸压解危。通过冲击地压防治技术措施对该区域采用由低应力区向高应力区进行卸压解危方式,并严格按照"先监测,后卸压,再检验"的原则对该巷道进行卸压解危及校验。     

深部巨厚砾岩层下高应力煤柱冲击地压防治技术

为解决深部巨厚砾岩层下高应力煤柱附近工作面冲击地压防治问题,以华丰煤矿2410工作面和2409工作面遗留煤柱为研究对象,从采掘布置、原岩应力和采动应力等方面分析其对诱发冲击地压的影响。结果表明:2410工作面过2409煤柱期间冲击危险性较高,局部具有高冲击危险性,该条件下的冲击地压主因以遗留煤柱或区段煤柱周围形成的高应力冲击地压为主,同时伴随着煤柱失稳或采动引发巨厚砾岩层运动产生矿震诱发冲击地压。据此提出在掘进期间采用煤层大直径钻孔卸压为主的边卸压边掘进的防冲措施和工作面回采期间煤柱多轮大幅度卸压的防冲措施,与此同时采用煤粉监测、微震监测等方法进行冲击地压综合监测,从而降低了冲击地压危险性。     

切眼外错下孤岛工作面开采冲击危险性分析及防治措施

受矿井地质条件、开采布局及采掘接续不合理等影响,工作面布置时会留设孤岛工作面,严重影响矿井安全开采。为解决切眼外错下孤岛工作面开采冲击危险的难题,以高庄煤矿3上1105孤岛工作面为例,采用理论分析、数值模拟、数据统计与分析相结合的研究方法,分析了孤岛工作面开采时覆岩结构特征、切眼外错区域应力分布规律以及巷道围岩稳定性。结果表明：切眼外错下3上1105工作面开采期间超前支承应力峰值达到54.1 MPa,基于巷道围岩受力状态及变形量确定了冲击危险区域主要分布在3上1107工作面切眼前后0～30 m范围。针对切眼外错区域采取了大直径钻孔卸压,通过现场监测及检验,微震、钻屑均未超过预警临界值,卸压解危效果良好。     

崔木煤矿冲击地压高效防控技术体系

为解决崔木煤矿面临的冲击地压灾害难题，围绕冲击地压机理、监测技术、区域和局部精准防控技术等开展系统研究，建立了冲击地压高效防控技术体系。研究表明：明确多因素叠加影响下冲击地压类型及其诱发机理，为灾害探测预警与防治奠定了基础；冲击风险源精准判识预警技术，提高了冲击危险预测预警准确性；战略性开拓开采优化设计以及工作面采前风险科学评估和防冲方案设计，从源头上降低了冲击地压发生风险；采中动态监测预警和防控技术，实现动态预警、卸压解危、效果检验、动态调控开采速度以及提升矿井防冲匹配能力等，减少了监测与治理的盲目性，保证了21309、22311、22306等工作面的安全开采。研究可为国内外矿井的冲击地压治理提供重要参考。     

深部矿井孤岛工作面开采冲击地压防治与分析

针对三河尖煤矿7449孤岛工作面开采过程中冲击危险进行分析,结合现场监测分析与防治实践,采取综合防冲措施控制冲击地压的发生。系统分析工作面冲击危险性,明确其冲击危险性的严重程度;综合运用电磁辐射、钻屑、应力在线、矿压观测及巷道位移观测等探测监测手段,具体准确地划定冲击危险区域;采取大直径钻孔卸压、煤层深孔爆破卸压及顶板预裂卸压等措施降低冲击危险性。结果显示,工作面冲击危险性得到有效降低,保证了孤岛工作面的安全开采。     

KJ615掘进工作面冲击地压无线监测实时预警系统应用与分析

滕东煤矿借助北京科技大学研发的KJ615掘进工作面冲击地压无线监测预警系统,加强对3下109掘进工作面围岩应力变化情况的监测,实现了对掘进工作面围岩应力分布特征的了解,提高了现场冲击地压预警的及时性和卸压解危的时效性,促进了矿井的防冲安全。     

综放工作面空间孤岛煤柱冲击地压综合防治技术

为有效防治耿村煤矿12230综放工作面空间孤岛煤柱诱发煤柱型冲击,通过理论分析,给出了空间孤岛煤柱对巷道影响范围的估算公式,确定了空间孤岛煤柱对回风巷的影响范围。采用可能性指数法和综合指数法对空间孤岛煤柱影响区域的冲击危险性进行了宏观评价,并将该区域确定为特别关注区域,利于回采工作面冲击地压分区分级管理。在空间孤岛煤柱影响区域采取了"预卸压-监测预警-危险性检验-卸压解危-效果检验"的治理方案,并通过实践证实其有效性。     

深部冲击危险厚煤层合理煤柱宽度数值模拟确定

根据微震监测结果表明煤柱留设不合理是龙家堡煤矿冲击地压发生的重要原因。为了确定工作面合理区段煤柱,进而减轻冲击地压对矿井安全开采的威胁,采用数值模拟对龙家堡煤矿区段煤柱和下山煤柱应力分布特征进行了研究。模拟表明,不合理的煤柱宽度,煤柱内部易集聚大量弹性能,形成"冲击核",在开采扰动下容易突然失稳而诱发强烈冲击;龙家堡煤矿合理区段煤柱宽度为6~12 m,下山煤柱宽度不小于120 m。     

三侧临空孤岛工作面冲击危险分析及防治

孤岛工作面是煤矿冲击动力灾害多发区。针对某矿7439工作面三侧临空的开采环境建立冲击矿压弱化控制技术体系,并进行了冲击危险分析。结果表明:孤岛工作面覆岩运动剧烈、应力高度集中,静载主导-动载诱发动静载叠加诱冲机理,7439工作面冲击危险指数为0.76,具有强冲击危险性,整个辅运顺槽及盘区大巷保护煤柱区巷道群为重点防冲区。工作面回采前进行大直径钻孔预卸压,回采期间采取大直径钻孔、煤体爆破及顶板预裂爆破等解危措施,现场效果良好。该研究成果为类似条件下煤岩动力灾害防治提供借鉴和指导。     

特厚强冲击煤层下分层开采防冲击优化设计

华亭煤矿2501采区所采5#煤层为强冲击倾向性特厚煤层,上分层工作面采掘过程中,冲击地压显现异常剧烈,造成了惨重人员伤亡及经济损失。为了防范冲击地压,在采区布置掘进过程中进行合理的开拓布置和优化设计。在下分层首采面布置期间,从防冲角度对煤柱留设、工作面开采顺序、切眼布置、停采线设计、工作面布置及支护参数调整等方面进行优化设计,并确定下分层工作面回采期间合理推进速度,最大限度地消除和降低了开采技术条件等对冲击危险的影响作用。通过对下分层首采工作面掘进期间和对应上分层工作面掘进期间的冲击地压破坏情况进行对比,发现该控制方法对冲击地压有很好的控制效果,达到了预期的目标。     

冲击地压靶向精准监测预警和防控实践研究

针对永陇公司崔木煤矿防冲工程的系统性、监测预警的准确性、方案措施的针对性不足等问题,利用应力场、能量场、震动场等时空融合监测方法,建立符合崔木煤矿地质与生产技术条件的冲击危险动态监测预警、防控和检验一体化的防冲体系,并在构造复杂、有较大冲击风险的22311工作面进行工程实践。结果表明：多场耦合监测技术能够为崔木煤矿冲击地压危险区域识别、预警和解危措施实施提供有效依据。通过定量识别冲击危险状态及其等级,在空间域上靶向定位危险区域,并在预警区域开展卸压、解危措施,成功解除了22311工作面的冲击地压隐患,减少了监测与治理的盲目性,保证了工作面安全高效开采。研究成果对冲击地压防控技术的发展及指导现场安全生产具有重要的现实意义。     

孤岛工作面冲击地压监测与防治技术

本文针对孤岛工作面冲击地压提出了监测方案以及防治技术措施。通过对巷道布置在孤岛工作面不同位置时的冲击地压危险性进行分析,确定孤岛工作面回采巷道布置位置。采用设计合理的推采速度,在不规则区域或高应力区实时降低推进速度,利于能量的有序释放,可降低冲击危险性。提出了间歇式开采,确定了间歇式开采的解危手段,为冲击地压的防治提供可靠的依据。     

冲击地压矿井综采工作面区段小煤柱合理性研究

合理宽度区段煤柱的留设对综采工作面临空巷道动力显现、冲击地压防治具有重要作用。以纳林河二号矿井2种宽度区段煤柱综采工作面为研究背景,首先,采用理论计算分析确定综采工作面合理区段煤柱宽度;其次,采用FLAC^3D数值模拟软件,分析2种宽度区段煤柱综采工作面回采期间煤柱、巷道应力场和塑性场分布特征,得到2种宽度区段煤柱条件下煤柱和巷道的力学特征;最后,收集现场微震、应力监测数据进行对比分析,验证动静载叠加条件下区段小煤柱留设合理性。研究区段小煤柱对鄂尔多斯地区综采工作面防冲具有积极意义。     

深部工作面冲击地压防治技术研究

针对千米采深的采煤工作面掘进及回采期间面临的巨大的防冲压力,通过严格实施大直径钻孔卸压、煤体爆破卸压、煤层注水等卸压解危措施,保证安全生产的同时,也积累了相关的防冲工程施工参数,对深部工作面采取针对性冲击地压防治措施具有指导意义。     

孤岛煤柱综放工作面开采专项防冲措施探讨

在无冲击地压煤层中的三面或者四面被采空区所包围的区域开采和回收煤柱时,必须制定专项防冲措施。宝积山煤矿708综放工作面属孤岛煤柱开采,采煤方法为走向长壁综采放顶煤开采。开采期间,制定了严谨的防冲击地压安全技术措施,为工作面安全顺利开采提供了可靠保障,同时也对相似条件矿井工作面开采提供借鉴。     

千米深井掘进工作面冲击地压防治技术

通过对掘进工作面的煤岩冲击倾向性、埋藏深度、顶板特性、底煤厚度和地质构造等冲击地压影响因素进行分析,得出高家堡煤矿一盘区回风大巷已经具备了发生冲击地压的条件。因此,在巷道掘进中通过实施大直径钻孔卸压和爆破解危措施开展了冲击地压预防和控制技术的研究工作,并通过钻屑法对防冲效果进行了检验,结果表明:卸压后,各巷道煤粉量均未超标,确保了掘进工作面的安全生产。