神东矿区房采采空区安全隐患评估与治理技术

基于调查与踏勘、综合分析、危险性分级与评估、现场监测与试验等方法,分析了神东矿区房采采空区的隐患类型,提出了神东矿区房采采空区危险性分级方法,开发了神东矿区房采采空区安全评估专家系统并进行了隐患评估,通过爆破试验对房采采空区进行注浆治理试验。结果表明,神东矿区已有房采采空区面积约29.05 km2,包含房采空区对应地表存在重要建筑物、通信塔或高压线塔、公路、井下采掘安全等4种隐患类型,并将神东房采采空区危险等级划分为5级;开发出神东矿区房采采空区安全专家评估系统,评估结果符合现场实际。经采取地面注浆治理试验和爆破治理试验,为房采采空区隐患评估、隐患治理及建筑物保护利用提供了可靠安全保证。     

房柱式采空区下工作面矿压显现规律研究

针对房柱式采空区下工作面顶板控制难、矿压显现强烈的问题,采用宏观矿压显现观测、支架工作阻力观测和理论分析的方法,对工作面在实体煤下、房柱式采空区下和不同房柱尺寸条件下的矿压显现进行对比分析。研究结果表明:22201工作面上方房采采空区内的煤柱,在基本顶岩梁断裂时或者断裂以后发生失稳、垮塌;房柱式采空区下工作面矿压显现要比实体煤下剧烈,房采大煤柱区下工作面矿压显现比房采小煤柱区强烈。研究成果对避免房柱式采空区下工作面支架大面积压垮和顶板垮落等事故具有指导意义。     

采空区下底板岩层变形破坏机理与巷道围岩控制技术

上煤层开采扰动导致底板巷道维护相对困难。以煤峪口矿14-2~#煤层81004工作面为工程背景,分析了采空区下底板岩层变形破坏机理,根据其变形破坏特征大概可以分为3个区域,即煤柱下方垂直压缩破坏区(Ⅰ区)、采空区-煤柱临界压缩膨胀破坏区(Ⅱ区)以及采空区下膨胀破坏区(Ⅲ区)。基于此,开发了采空区下巷道围岩控制技术,即巷道采用"锚网带"配合局部"单体支柱+π型梁"联合支护技术,现场应用后实现了试验巷道的稳定控制。     

四老沟矿工业广场下覆采空区充填治理技术应用研究

本文对四老沟矿工业广场下覆采空区煤柱的稳定性、工业广场建筑物荷载影响深度、工业广场下覆岩层破坏高度等影响因素进行理论分析,最终选取了注浆方法对工业广场下覆采空区进行充填治理。治理方案确定配制43 659 m~3水泥、粉煤灰、水混合浆液材料,通过129个注浆钻孔对采空区进行充填治理,并利用超声波对治理效果进行检验,最后表明治理效果显著,对类似采空区治理有一定借鉴。     

老窑破坏区厚煤层小煤柱开采安全保障技术研究

老窑破坏区回采面临采掘困难、围岩稳定性差、采空区漏风及有害气体侵入等诸多问题。文章以微子镇煤业15103工作面为研究背景,针对其小煤柱留设、老空区治理等关键问题,采用理论分析、数值模拟、现场试验等方法,开展了煤柱稳定性、高应力小煤柱巷道深孔爆破切顶卸压、老空巷对煤柱稳定性影响程度及老空巷充填等研究工作。确定了煤柱合理留设宽度为7 m;制定了切缝高度、孔间距、装药量等深孔爆破具体技术参数;明确了老空巷对煤柱失稳的主要影响范围,并提出发泡混凝土充填方案。以上安全保障技术在现场实施并取得了良好效果,小煤柱巷道变形量较小,老空区影响范围内围岩稳定性较好,消除了采空区漏风、积水或有害气体侵入的隐患,取得了预期效果。     

深井小煤柱采掘工作面采空区瓦斯治理

通过对小煤柱掘巷工作面掘进和回采过程中小煤柱侧采空区有害气体的治理技术的研究,得出深井高地压条件下采空区对小煤柱掘进巷道的影响,提出了有效治理采空区有害气体对小煤柱掘进工作面掘进、回采过程影响的技术体系,确保了安全生产。     

老窑复合采空区下煤层安全开采技术研究

针对房采采空区下近距离煤层开采时上覆煤柱易失稳,易引发大面积顶板整体垮落灾害的问题,研究了房采采空区下煤层顶板破断特征,并以山西元宝湾煤矿为工程背景,分析了复合采空区下6#煤层顶板大面积垮落的可能性,研究了元宝湾煤矿复合采空区下煤层开采顶板致灾机理。在此基础上,以工作面安全回采为前提,为最大程度地降低顶板处理工程量,提出了以"采前预处理、采中监测分析跟进处理"为原则的顶板处理方案,为相似煤层开采提供借鉴。     

安家岭露天矿过采空区危险源辨识及安全措施研究

危险源辨识对提高煤矿安全生产具有重要的现实意义。研究建立了基于层次分析法的安家岭露天矿危险源辨识模型,确定了危险源指标的权重。依据危险源辨识的权重研究了安家岭露天矿过采空区安全开采存在的主要危险源,并把采空区分为高温明火采空区、积水采空区、存在有毒气体的采空区、未冒实采空区,针对不同的类别的采空区提出了相应的安全开采措施。     

顶板老窑水危险源矿井直流电法探测技术与应用

顶板老窑采空积水区是下水平煤层开采的危险源。为了准确探测上层煤老窑采空区积水危险源位置,通过研究采煤工作面顶板老窑采空区性质及其地球物理特征,采用矿井直流电法探测技术研究了顶板采空积水区的分布规律。结果表明,该技术能准确探测工作面顶板老窑采空积水区的位置及其分布范围,能指导井下疏放水钻孔定位,可为保障煤矿生产安全提供科学依据。     

采空区侧向支承压力影响巷道围岩稳定性分析

以某矿采空区侧向支承压力影响强烈变形巷道为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,分析不同煤柱宽度对巷道围岩应力、塑性区和变形特征的影响规律。研究表明:回采巷道与邻近采空区保护煤柱宽度成为采空区侧向支承压力影响巷道变形破坏的主要因素。