我国煤矿冲击地压灾害研究进展及技术体系分析

针对地质条件复杂的厚煤层孤岛工作面开采过程中,易受开采扰动而发生冲击地压灾害的问题,以某矿1311邻正断层不规则孤岛工作面为研究对象,提出一种邻近地质构造的不规则孤岛工作面冲击危险性评价方法。首先,对地质影响因素进行分析,从开采深度、煤岩的物理力学性质、坚硬顶板岩层结构、断层4个方面并结合地质因素冲击地压危险指数,确定了1311工作面的冲击危险性;然后,对开采技术影响因素进行分析,通过数值模拟分析了1311工作面回采对7301运煤巷、官庄断层的影响,并且现场实测分析了残留三角煤柱的影响,结合开采技术因素的冲击矿压危险指数,确定了工作面整体为中等冲击危险性;最后,运用工作面冲击危险性综合评估法对工作面冲击危险区域进行了划分,并利用微震监测系统对危险区域进行了监测验证。验证结果表明：利用该综合评估法确定的1311工作面整体冲击危险性及划分的冲击危险区域是合理、准确的。

     

高瓦斯矿井深部采区冲击矿压预测及治理研究

冲击地压是一种严重的煤(岩)失稳现象,其造成的危害巨大。以某深矿三采区为研究对象,分析了引起该采区冲击地压的主要因素;运用冲击危险状态等级综合指数法判定三采区整体属于中等偏弱冲击危险;通过对煤体上方支承压力分布进行分析确定三采区孤岛工作面具有一定的冲击危险性。针对三采区开采状况和地质条件,提出了通过煤层注水、危险区域划定、爆破卸压等途径来进行预防冲击地压。     

深埋两硬综放开采冲击地压危险性分析与预测

通过研究采区的开采深度、煤层顶板性质、煤岩冲击倾向性、地质构造和煤层厚度变化等冲击地压影响因素,应用综合指数法预测冲击地压危险性,进一步分析了在采动影响下的冲击危险性,并划分了5个冲击危险性较大的区域。根据应力在线监测和微震系统的实时监测和分析,预测结果比较符合现场实际。     

深部复杂地质条件下矿井冲击地压分析及防治

针对深部复杂地质条件矿井开采过程中的动压显现问题,采用综合指数法确定出赵楼煤矿首采1302工作面具有强(偏中等)冲击危险性,冲击危险指数为0.79.通过对赵楼煤矿1302工作面地质及生产技术条件的分析,得出煤层开采深度、煤层的强冲击倾向性、坚硬顶板、岩浆岩侵入和断层等地质构造是影响冲击的主要因素.基于此,对该工作面划分了5个重点防冲区域,并提出了巷道底板钻孔、底板爆破、煤体钻孔、煤体爆破及顶板爆破预裂等防冲措施.工程实践表明:通过先期对冲击危险区域进行科学分析,并在生产过程中及时实施防冲措施,将有效降低深部复杂地质条件下煤层开采过程中的冲击危险性.     

煤矿冲击危险性多因素耦合评价软件的开发与应用

为了合理评价煤矿冲击地压的危险性,克服传统评价方法的技术弊端,本文研究了冲击地压的影响因素和现有冲击地压危险的分级评估准则。以MATLAB软件为编程语言,利用图形用户界面(GUI),通过编制煤矿冲击地压危险性多因素耦合评价软件,以开采深度、煤岩结构、地质构造、覆岩空间结构、煤柱诱发五个因素作为评价指标,实现了煤矿冲击地压危险性评价和分级。以山东某矿为例,利用煤矿冲击地压危险性多因素耦合评价软件对该矿某工作面进行了冲击地压危险性多因素耦合评价。研究结果表明:该工作面冲击地压危险性等级为中等冲击危险性,冲击地压危险区域包括6个一般危险区域、3个中度危险区域和1个高度危险区域。本软件能较准确地反映煤矿冲击地压的危险程度,改善现有评价方法的可操作性和实用性,提高了冲击地压危险性评价的准确性和科学性。     

坚硬顶板冲击影响因素分析及防治

分析了坚硬顶板冲击危险影响的自然因素和开采因素,探讨了坚硬顶板断裂诱冲机理和防治思路。以徐州矿务集团公司张双楼煤矿为例,介绍了通过在工作面停采煤柱区域进行坚硬顶板深孔爆破,降低了采区煤柱区域冲击危险性的典型案例。     

特厚煤层首分层采后煤与瓦斯突出危险性研究

从单项指标区域预测评价、本煤层残余瓦斯含量突出危险性评价、工作面预测指标突出危险性评价、首分层开采后下分层煤与瓦斯突出危险性评价等几个方面,综合评定了老虎台煤矿矿井目前采区工作面煤与瓦斯突出危险性,为矿井采掘工作面防突提供了可靠依据。     

不稳定厚煤层一次采全高冲击危险性评价与防治

根据济宁三井田五采区煤田地质勘探资料,分析了深部采区不稳定厚煤层一次采全高工作面的潜在冲击危险因素,建立了基于数量化理论的冲击危险性评价模型,提出了冲击危险性判别准则,并在冲击危险性量化分析的基础上,构建了行之有效的冲击地压预测与防治体系,可为类似地质条件下煤层的安全开采提供借鉴。     

深埋煤层采煤面冲击地压危险区域划分与卸压技术

针对高家堡煤矿首采工作面开采过程中遇到的冲击地压问题,采用综合指数法对冲击危险性进行了评价,并根据地质条件和开采技术条件对冲击危险区域进行了划分,将工作面划分为3个强冲击危险区域、10个中等冲击危险区域和2个弱冲击危险区域,并对不同等级的冲击危险区域分别采取了相应的防冲卸压措施,实现了安全回采。     

深部孤岛煤柱下冲击矿压危险分析及防治研究

基于某矿95208工作面在-1 025 m西一下山采区孤岛煤柱下方开采,对该工作面进行冲击危险分析,结果表明:孤岛煤柱覆岩运动剧烈,应力集中程度高;工作面冲击危险影响因素主要为孤岛煤柱、大采深、厚硬顶板、地质构造、煤层强冲击倾向性及矿震动力扰动等;工作面冲击危险指数为0.81,具有强冲击危险性.为保证工作面安全生产,建立工作面冲击矿压防治体系,回采前进行大直径钻孔、煤层注水及顶板预裂爆破预处理,回采期间采取煤体卸压爆破冲击解危措施,现场效果良好.     

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。     

微山金源煤矿23下18工作面危险性评估及防冲方案设计

结合工作面的主要影响因素进行综合研究,多角度分析了工作面冲击地压发生的基本条件,通过对工作面存在的冲击危险性进行分析,计算各个地质因素、开采技术因素对工作面冲击地压的影响权重,得出冲击地压综合危险指数,划定了危险区域,根据评估结果提出合理的综合防治措施,为工作面的安全开采提供参考和技术支持。     

小庄煤矿冲击危险性评价及防控设计研究

以小庄煤矿40214工作面为研究对象,从40214工作面开采深度、煤岩冲击倾向性、巷道布置方式、相邻采空区顶板冒落性等地质因素与开采因素两方面对小庄煤矿40214工作面冲击危险性进行分析。确定40214工作面冲击地压发生的主控影响因素,运用综合指数法和可能性指数法对40214工作面冲击危险性进行评价,提出工作面在掘进期间和回采期间冲击地压的防治方案。结果表明,正在开采区域的地质条件对主采煤层冲击地压危险具有一定影响,危险等级为弱冲击危险性,同时制定的防治方案满足不同冲击危险区域情况。研究成果能够有效地指导40214工作面的安全生产,同时也为临近矿井或同类型工作面防冲设计提供借鉴。     

基于能量密度相似性的多煤层冲击危险性评价方法

针对张双楼煤矿西一采区多煤层开采的冲击危险性预测问题,根据地质演化原理,提出了利用上煤层开采数据预测下煤层冲击危险性的方法。首先建立由上煤层的能量密度确定的冲击危险性评价指标,运用该指标预测下煤层的冲击危险区;然后利用结构相似性指数对该预测方法的可行性进行定量评价。研究表明:运用所建立的指标确定的下煤层强冲击危险区域和下煤层开采过程监测的强冲击危险区相似度达到0.858 1;下层煤开采产生的强矿震(大于105 J)和冲击破坏区基本位于指标所确定的强冲击危险区。实践证明所建立的冲击危险性评价指标可有效的预测下煤层强冲击危险区域,提高了多煤层开采冲击矿压预测的准确率。     

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。     

基于地应力反演的褶曲区煤层冲击危险性评价研究

为科学评价褶曲区急倾斜特厚煤层的冲击危险性,并给冲击地压的防治提供理论指导,以乌东煤矿南采区的冲击地压防控为背景,建立了包含褶曲构造的数值模型;借助多元线性回归方法以及CASRock工程岩体破裂过程计算软件,进行了乌东矿褶曲区急倾斜特厚煤层地应力场的反演;以其中的B1+2煤层为研究对象,提取煤层、顶板和底板中的应力数据,绘制应力-埋深变化曲线,探究地应力场分布特征,确定地应力相关的危险性评价指标;根据地应力反演数据和前人的研究成果,从地质因素与开采条件等方面确定了冲击危险性评价指标;运用层次分析法,分别求出7项地质因素类指标和5项开采条件类指标的静态权重;将静态权重代入动态权重计算公式,并结合传统的综合指数法,对乌东矿南采区+500 m水平B1+2工作面进行危险性评估,对照冲击地压危险状态分级表可知,该工作面的冲击危险性为中等,与地质报告结论一致,验证了方法的合理性;运用该方法对不同埋深范围的煤层进行冲击危险性预估;同时设置对照组,运用传统的综合指数法评价相同区域的冲击危险性,结果显示该方法获得的危险性评分均高于传统方法获得的评分,说明该方法突出了评价指标中的危险性因素,克服了其他指标...     

解放层下深部复杂构造区震动波CT及时序预警技术研究

针对徐庄煤矿保护层开采下复杂地质构造区8331工作面回采时存在的高应力危险,通过震动波波速CT成像技术和冲击变形能时空短临监测技术,分析了保护层开采下复杂地质构造区工作面开采的矿震活动规律,建立了震动波CT成像探测的保护层开采下复杂地质构造区工作面回采期间的冲击危险性评价技术和冲击变形能监测预警指标,并指导完成现场实践。研究表明,上方保护层的开采降低了8331工作面的应力水平,但回采至断层构造区时,矿震活动仍然频繁,动压显现强烈。震动波CT成像探测技术和冲击变形能时空短临监测技术组合使用,能对8331工作面回采期间的高应力冲击危险区域及其冲击危险程度做出实时、定量评价和体现震源的时序变化趋势,对于大能量事件和能量事件密集区的监测预警效果较好。     

煤矿深部采区冲击危险评价及防冲优化设计研究

基于某矿-1 000 m东一下山采区的实际条件,对其进行冲击危险分析,利用FLAC2D数值模拟软件确定采区防冲优化设计工作面布置参数。结果表明:采区冲击危险指数为0.81,具有强冲击危险性,主要影响因素为大采深、强冲击倾向性、上覆7煤煤柱等。     

孤岛巨厚砾岩层冲击地压预测预报及综合防治

义煤集团千秋煤矿2#煤层下部分层为具有强冲击倾向性煤层。由于采区开采顺序不合理,致使该矿21141工作面形成孤岛开采,又因工作面上覆巨厚砾岩,掘进过程中发生冲击地压的危险性增大。在分析冲击危险区域的基础上,进行有效预测预报并采取了冲击地压防治措施,为孤岛工作面掘进期间冲击地压的防治提供了科学依据。     

深部孤岛工作面强卸压技术应用

张双楼煤矿7121工作面采深超1000 m,两侧采空,为典型的深部孤岛工作面.采用理论分析、数值模拟等方法综合确定了该工作面具有较高的冲击危险性.高支承应力、煤岩冲击倾向性、地质构造等为冲击危险的主要影响因素.采动应力演化的数值模拟结果显示,工作面推进过程中存在多个重点危险区域.在对围岩进行加强支护的基础上,对各重点区...