遗留煤柱影响区域冲击矿压分析及防治

通过对冲击矿压发生机理及三河尖煤矿历次冲击矿压显现概况进行分析,认为遗留煤柱是回采过程中导致冲击矿压发生的严重影响因素之一.结合煤柱下方的应力分布规律、煤柱区域形成高应力区的影响范围和回采典型事故,分析冲击矿压发生的过程和强度,及时采取不同的预防和治理措施,取得了很好的效果,在实践中得到认可.     

近距离特厚煤层受上层煤柱影响下的掘巷矿压显现机理及防治技术研究

针对上覆遗留煤柱集中应力影响下,巷道掘进困难,矿压显现严重等一系列问题,本文以塔山煤矿30501首采工作面掘进巷道为研究对象,采用理论分析和现场实践相结合的方法,对巷道掘进过程中异常矿压显现影响因素及防治措施进行研究.结果表明:遗留煤柱引起的工作面顺槽围岩高集中应力是异常矿压发生的基本条件,胶带巷距遗留煤柱水平距离太近...     

上覆遗留煤柱作用下冲击矿压预测预警案例研究

以三河尖煤矿92201工作面运输巷在上覆7煤上山保护煤柱下掘进诱发的冲击矿压为例,采用震动波CT技术对待掘区域应力场进行反演,预测冲击危险区域,并在掘进过程中实时监测分析矿震动载特征,对冲击危险进行预警。研究表明:震动波CT技术可有效反应煤岩体内未知因素对应力分布的影响,实现大范围应力探测,较常规解析和数值等分析方法更为有效,利用该技术可提前和分时段预测冲击危险区域分布;结合掘进过程中的矿震时空演化规律分析,可对冲击危险区域进行有效确认和实时预警,实现了动载与静载结合对冲击危险进行提前预测与实时监测预警。利用该套技术方法分析表明,上覆遗留煤柱长时间受矿压作用,其集中应力分布明显向煤柱煤壁深处转移,导致区域应力分布异常,冲击矿压防治难度加大。92201巷道冲击矿压显现证实了以上结论和该套技术方法的有效性。     

煤柱区域冲击矿压的预报与防治

三河尖煤矿是国内最为严重的冲击矿压矿井之一，矿井主采煤层的煤柱区域在开采中先后发生过11次冲击矿压。近年来，通过冲击矿压的综合治理已取得显著成效。系统总结了冲击矿压的区域煤柱典型类型，介绍了该矿9202工作面电磁辐射监测、钻屑法预测预报冲击矿压的方法，以及采用卸压爆破技术的动态防治方法。该矿使用该方法成功地防治了具有冲击倾向的高应力煤柱区域冲击矿压的发生，保障了煤矿的安全生产。     

特厚煤层掘进巷道强矿压显现机理及防治技术研究

为确保特厚煤层巷道安全掘进,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,研究了掘进巷道强矿压显现的力学机制,进行了综合防治研究与实践。结果表明:在近距离煤层群开采条件下,受上部煤层工作面遗留煤柱的影响,造成下部煤层掘进巷道围岩产生高集中应力,是掘进巷道发生强矿压显现的主要影响因素;随着上部遗留煤柱水平距离的增大,掘进巷道围岩最大钻屑量呈降低趋势,回风巷(距离上部遗留煤柱10 m)是运输巷(距离上部遗留煤柱40 m)最大钻屑量的1.2倍。综合防治实践表明,采取的煤层卸压、加强支护、优化设计、加强监测等措施是合理的,可实现高应力条件下巷道围岩的有效控制,为类似条件掘进巷道强矿压防治提供了参考。     

深井遗留煤柱工作面回采冲击矿压防治

对某矿深部遗留煤柱下方工作面进行了矿压观测,利用动静载荷叠加原理分析了产生高应力的原因,采用震动波层析成像技术划分出煤柱下方工作面冲击危险区域,采取了一系列卸压解危措施。通过对卸压后工作面矿震及应力的分析,证明了卸压措施的作用,并提出深部巷道卸压的动态防治理论。     

房柱式采空区对下分层复采矿压显现的影响规律研究

为了掌握房柱式采空区内非规则煤柱对下分层复采矿压显现的影响规律,采用数值模拟方法对采空区内煤柱的完整度与矿压显现的关系进行研究,采用物理相似模拟的方法对比分析了煤柱在不同完整度条件下复采工作面上覆岩层的运移、破断规律,据此采用理论分析揭示了煤柱完整度和高低位砌体梁结构稳定性对复采矿压的影响机制,并通过现场观测进行了验证。结果表明:房柱式采空区内非规则煤柱对下分层复采矿压显现的影响因素主要有2个:①房柱式采空区内煤柱完整度,其完整度越高,复采时矿压显现越为强烈;②高、低位砌体梁结构的稳定性,当房柱式采空区内为完整煤柱时,在高、低位砌体梁结构的共同作用下,矿压显现极为强烈;但下分层复采过程中低位砌体梁结构容易受到采动影响导致结构滑落失稳,从而使矿压显现的强度大幅降低。现场矿压显现差异化明显,上覆煤柱完整时来压强度超过35 MPa,复采工作面大多可观测到完整顶板;顶板的完整性可作为矿压显现的前兆,一旦发现顶板完整区域,应及时对工作面支架补强并进行超前钻探,利用技术手段弱化完整煤柱,控制矿压显现的强度,防止出现矿井安全事故。研究成果可为类似条件下的矿压防治提供参考。     

断层煤柱区冲击矿压的综合指数预测及注水防治

断层煤柱区应力集中程度高,采深较大时,冲击矿压危险性大。运用综合指数法对某矿断层煤柱区工作面冲击矿压危险性进行了分级预测,采用短钻孔注水的方法进行防治。钻屑法和巷道变形监测效果表明,煤层注水后,煤粉量低于具有冲击矿压危险的临界值,巷道变形增加量显著,消除了该工作面的冲击矿压危险,保证了安全高效生产。     

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。     

近距离下煤层过遗留煤柱应力集中区研究

在我国,近距离煤层赋存和开采所占比重很大,吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10 m的可采储量占总储量的80%,上煤层已采完,回采工作面间遗留20 m区段煤柱,对下部煤层回采造成一定影响,所以,研究近距离下煤层过遗留煤柱应力集中区具有重要的现实意义。针对木瓜煤矿近距离上煤层采空区、遗留煤柱下巷道维护和矿压显现严重的技术难题,基于近距离煤层上部煤层开采遗留煤柱应力集中会在底板中传递的规律,对下煤层应力影响范围进行了理论计算;并结合10-103工作面的生产技术条件,采用现场矿压监测方法,对工作面上部、中部、下部位置的液压支架监测数据进行分析,采取工作面调斜和加强超前支护措施,对近距离下部煤层过遗留煤柱应力集中区具有一定的指导意义。     

极复杂条件下过遗留煤柱强卸压技术管控研究

针对新疆急倾斜煤层大段高工作面过遗留煤柱安全开采问题,采用地质普查梳理遗留煤柱及采空区区域,并进行危险区域划分,通过采动影响及不同危险区域采用强卸压技术方案保证顺利通过危险区域。结果表明,根据遗留采空区及煤柱,分为东三石门保护煤柱、原安宁渠煤矿采空区遗留煤柱、原安宁渠采空区边界保护煤柱区域。在大段高采动下,采用“顶煤+危险区域顶板”致裂技术保障工作面顺利通过,由地表运动可知,强卸作用下的采后各区域的地表均产生不同的裂隙,生产过程中未发生动载矿压现象。     

极近距离遗留煤柱底板破坏机理与巷道支护技术研究

极近距离遗留煤柱下方煤岩层受采动影响破坏严重,给下煤层开采带来困难。采用现场调研、理论分析和试验的方法,分析了极近距离遗留煤柱底板变形破坏机理,将底板岩层破坏区分为三个区域:主动应力Ⅰ区、过渡Ⅱ区以及被动应力Ⅲ区,基于此,开发了极近距离遗留煤柱下锚网索主动联合支护技术,现场矿压监测结果验证了技术参数的合理性。     

基于震动波CT探测技术的冲击危险预测

为探究三河尖煤矿冲击矿压显现机理和大范围探测工作面围岩应力状态,采用震动波CT探测技术进行了区域应力场反演,构建了冲击危险性技术指标,对冲击危险区域进行了预测。研究结果表明:震动波波速和应力场呈正相关关系,9煤层工作面临近7煤上山保护煤柱侧出现高波速和高波速梯度异常区,与"1.30"冲击显现区基本吻合;震动波CT技术能够实现大范围煤岩体应力探测,动态评价冲击危险区域,进而采取针对性卸压解危措施。     

上覆遗留煤柱区冲击地压综合防控技术

为防止南山煤矿18~#煤层北三段工作面穿越上覆遗留煤柱区时发生冲击地压灾害,基于应力来源和表现形式,分析了冲击地压致灾力源因素,制定了静载荷卸压降载-动载荷减震消能的分源防控措施。实践表明,近距离遗留煤柱区动、静力源相互叠加,冲击危险性高,基于冲击力源分源防治思想,采用综放开采、爆破卸压降低巷道围岩静载荷水平,顶板爆破预裂、煤柱水力压裂降低动载荷扰动,巷道补强支护增强围岩抗冲能力,保证了巷道围岩处于低应力,微震能量以低能级、多频次形式释放,降低冲击显现程度,有效避免了遗留煤柱区冲击地压的发生。     

上覆遗留煤柱区冲击地压综合防控技术北大核心

为防止南山煤矿18~#煤层北三段工作面穿越上覆遗留煤柱区时发生冲击地压灾害,基于应力来源和表现形式,分析了冲击地压致灾力源因素,制定了静载荷卸压降载-动载荷减震消能的分源防控措施。实践表明,近距离遗留煤柱区动、静力源相互叠加,冲击危险性高,基于冲击力源分源防治思想,采用综放开采、爆破卸压降低巷道围岩静载荷水平,顶板爆破预裂、煤柱水力压裂降低动载荷扰动,巷道补强支护增强围岩抗冲能力,保证了巷道围岩处于低应力,微震能量以低能级、多频次形式释放,降低冲击显现程度,有效避免了遗留煤柱区冲击地压的发生。     

煤柱区域巷道冲击矿压的研究

三河尖煤矿 7#煤具有冲击矿压倾向性 ,近年来矿井东翼厚煤层煤柱区域在开采中先后发生过四次冲击矿压。本文分析了煤柱区域巷道冲击矿压发生的原因 ,并提出了相应的防治对策     

综放工作面冲击地压防治技术浅析

姚桥煤矿7008综放工作面由于受开采深度及材料道三角煤柱区应力集中的影响,为防止煤壁薄弱环节突然垮落造成冲击地压事故,提出了矿压观测及冲击地压防治技术。论述了该工作面及两道矿压观测的内容方法以及工作面冲击地压防治所采用的一系列关键技术,为类似综放工作面冲击地压防治提供了经验。     

防冲煤柱合理宽度的确定方法研究及应用

针对煤柱型冲击矿压的多发性与危害性,基于煤柱弹塑性模型,提出了2种防冲煤柱设计方法。从防治冲击矿压角度利用力学计算方法分别计算屈服煤柱及承载煤柱宽度,得出防冲煤柱合理宽度的理论计算方法。结合某矿实际工程地质情况,合理选择煤柱优化方案,对比煤柱宽度优化前后的矿震活动、冲击矿压显现情况,结果表明优化后的煤柱宽度可有效降低冲击危险性程度。研究成果为防冲煤柱合理宽度的确定提供了依据,具有一定的理论意义与实用价值。     

7.0m支架综采面矿压显现规律研究

基于神东矿区补连塔煤矿22303工作面矿压实测结果,对世界首个7.0 m支架综采面不同开采阶段的矿压显现规律进行了总结,并结合神东矿区各类大采高综采面的矿压显现,对比分析了不同采高综采面矿压显现规律的差异。结果表明:上覆遗留煤柱区下开采时7.0 m支架工作面矿压显现正常,但在临近推出煤柱区时,工作面内煤壁片帮现象严重,直接导致刮板板输送机被压死。而长壁采空区下开采时,7.0 m支架工作面在煤层间单一关键层结构和2层关键层结构区域呈现出不同的矿压显现。煤层间单一关键层结构区域,关键层距离煤层越近,矿压显现各项参数(除来压步距外)越大;而在煤层间2层关键层结构区域,工作面来压步距及动载系数呈现出大小交替的周期性变化规律,且大来压步距对应小动载系数。通过对比7.0 m支架综采面与神东矿区其它几个大采高综采面的矿压显现规律发现,随着采高的增加,支架支护强度缓慢增加,而动载系数随之减小,且采高越大、亚关键层1距离煤层越近,越易形成亚关键层1的"悬臂梁"结构,从而来压持续长度越长。     

集中煤柱诱发下伏近距离煤层异常矿压及机理研究

为研究近距离煤层群下伏工作面过遗留集中煤柱异常矿压显现规律,以布尔台煤矿42107工作面进2-2煤层遗留集中煤柱为工程研究背景,基于现场实测、理论分析和相似模拟方法,通过分析工作面进集中煤柱期间的现场监测数据变化规律,总结了工作面进集中煤柱时异常矿压显现特征,推导出工作面覆岩破断步距和支架载荷计算公式,揭示了下伏工作面进集中煤柱异常矿压的发生机理,并采用相似模拟试验对其准确性进行验证。研究结果表明:下伏工作面进集中煤柱期间,集中煤柱边界受应力集中影响,基本顶破断位置深入煤体宽度增加,总破断步距减小,支架载荷明显增加,从而导致工作面发生异常矿压显现;相似模拟试验结果表明:进集中煤柱时,下伏工作面应力集中,基本顶岩块破碎,垮落步距减小,试验与理论分析结果基本吻合。