特厚煤层综放开采邻空动压巷道围岩变形机理及卸压控制

受工作面采动叠加影响,特厚煤层综放开采邻空动压巷道极易发生冲击地压、巷道大变形等强矿压显现现象,是采掘过程中的重点防控区域。以榆神矿区曹家滩矿井特厚煤层综放开采为工程背景,分析了邻空动压巷道强矿压显现机理,研究了邻空巷道围岩倾向和走向支承压力分布力学机制,提出于邻空巷道进行定向张拉爆破切顶卸压巷道围岩控制,并运用数值模拟及现场试验等方法对该技术的作用效果进行了综合研究。结果表明,特厚煤层综放开采条件下,工作面开采大空间采空区长悬臂结构断裂后形成台阶岩梁块体长度较大,其滑落失稳或关键层失稳均会引发强动压,该动压作用在煤柱上并进一步传递至超前区邻空巷道围岩是造成底鼓大变形的主要原因。于邻空巷道内进行定向切顶卸压后,可减弱本工作面后方采空区顶板与煤柱间的承压,邻空巷道围岩应力向远离巷道方向转移,应力峰值降低,应力范围减小。现场开展了不同切顶方式下的现场工程试验,基于定向张拉爆破的深孔切顶卸压技术可有效减小特厚煤层工作面端头区邻空动压巷道的围岩压力,定向切顶后邻空动压巷道超前支架平均荷载降低11%,巷旁煤柱体应力峰值降低10%,巷内底鼓严重段平均变形减小65%,有效提高了巷道稳定性,为特厚煤层...     

赵各庄矿深部工作面动力显现防治技术研究

 针对赵各庄矿3237工作面分层开采条件下动力显现频发的现象,从矿井地质开采条件入手,对发生动压现象的工作面的诱发因素进行全面、系统分析,运用数值模拟、理论分析、现场实测的方法研究工作面前方分层开采和放顶煤开采条件下主应力分布规律,通过对不同条件下主应力分布规律分析,提出了通过开采保护层、采用放顶煤开采两项技术的耦合作用,同时结合局部解危技术改变煤岩层能量释放模式的方案。通过对该工作面的实际矿压观测研究,结果表明在深部高应力区域进行综放开采能有效缓解动压现象的危险程度;采用开采保护层方法解除了工作面的高应力,同时对放顶煤高应力区进行了区域卸压,使工作面前方支承压力集中系数为1.39,影响范围36m,整体上改变了高应力引发动压的力学条件,极大地降低了动压强度。     

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。霍州煤电木瓜矿针对强动压巷道围岩变形量大,返修次数多,常规支护手段控制巷道围岩变形收效甚微现状,以该矿10-206工作面为工程背景,分析了动压巷道围岩变形破坏特征及规律。基于钻孔卸压原理,从改变巷道围岩应力环境入手,提出由常规“钻孔卸压”向“变孔径钻孔卸压”的强动压巷道围岩支护理念。建立变孔径钻孔卸压数值计算模型,分析了变孔径钻孔对巷道围岩稳定性的影响规律,结合现场实际工况,提出变孔径钻孔卸压技术方案,进行了工业性试验。试验结果显示：变孔径钻孔卸压技术在转移高应力的同时可以有效控制巷道围岩变形,试验巷道顶底板及两帮围岩变形量分别缩减31.5%和46.7%,帮助巷道安全,也为矿井地质条件相类似工作面巷道围岩控制提供参考。     

深部构造区域厚煤层工作面冲击地压防治技术

为解决赵各庄矿12号煤层构造区域厚煤层工作面的冲击地压防治问题,以2337东工作面为例,基于地质条件、构造应力分布和开采技术3个因素分析了该工作面冲击地压发生的可能性;并利用综合指数法、可能性指数诊断法和经验类比法对2337东工作面危险性进行了系统的评价,确定该工作面具有中等冲击地压危险。通过采用分段缺陷型爆破卸压、钻孔卸压和注水卸压等解危措施对工作面不同危险区域进行具体卸压处理,并结合钻屑法和应力在线监测技术对危险区域进行实时监测,有效地降低了冲击地压的发生,保证了深部构造区域厚煤层工作面的安全回采。     

赵各庄矿深部冲击地压区域内煤柱安全开采

赵各庄矿为了对深部受到冲击地压威胁的区域内煤柱进行安全开采,提高矿井煤炭采出率,通过对现场实际情况分析研究和数值计算分析,采取了对工作面巷道进行预先卸压的有效解危措施,对这部分受到冲击威胁区域的煤柱成功地进行开采,提高了矿井煤炭采出率.     

卸压巷作用效果的平面数值模拟分析

针对塔山煤矿开采下组煤层所面临的临空开采动压显现情况所造成的回采巷道围岩应力高、围岩变形量大的特点,分析了卸压原理和预置参数,并利用RFPA模拟软件,以煤矿开采过程中的围岩应力动态演化过程为基础,对开采过程中有无卸压巷的围岩应力变化情况进行比较分析。结果表明,卸压巷与煤柱之间合理宽度为15m;开采过程中巷道围岩剪应力在工作面推进180m时达到最大值,并在工作面超前6m范围内塑性变形发生剪切破坏;通过开掘卸压巷,煤柱所受最大压力减少了22.6%,最大剪应力减少近50%,巷道围岩应力和顶底板剪应力也有不同程度的减少。研究结果为特厚煤层卸压巷的布置提供了参考。     

工作面超前支护段强动压巷道围岩应力优化技术研究

以芦子沟矿3107特厚煤层综放工作面为工程背景,应用数值模拟分析了3107工作面采动阶段煤柱侧帮围岩应力动态变化特征,巷道煤柱侧帮围岩受采动影响强烈。理论分析了回采巷道强动压显现机理,基于此,提出强动压巷道顶板大深度预切缝卸压技术,并阐述了其技术原理。预切缝后,沿空巷道超前支护段围岩应力降低,侧向支承压力峰值位置向工作面中部移动,沿空巷道超前支承压力峰值位置向工作面推进方向前移,能够有效改善超前支护段巷道围岩应力状态。数值模拟及现场实测结果表明预切缝后超前支护段巷道围岩稳定,巷道变形量减小,矿山压力显现缓和。     

大采高工作面二次动压巷道水力压裂切顶卸压技术研究

为了解决大采高工作面二次动压巷道围岩变形破坏严重问题,以小保当一号煤矿112202工作面回风顺槽为工程背景,从应力角度分析得出巷道围岩破坏的原因,主要为上区段工作面侧向应力和本区段工作面超前支承应力叠加造成;分析了水力压裂切顶卸压作用机理,即通过压裂使顶板岩层产生裂缝,降低其整体强度和完整性,阻断采空区应力传递路径,减小回采时巷道悬顶距;提出了二次动压巷道超前水力压裂方案,水力压裂切顶卸压现场试验结果表明,压裂段顶底板移近量相对未压裂段降低约54.3%,两帮移近量降低约51.1%,压裂段煤体应力相比未压裂段降低了50%以上。研究成果在现场工程的成功应用表明水力压裂切顶卸压技术能够明显改善大采高工作面二次动压巷道应力环境,增强围岩稳定程度。     

布尔台矿水力压裂对矿压显现影响分析

针对布尔台煤矿42106综放工作面回采期间发生多次动力灾害显现,为了分析水力压裂对强矿压显现的影响,采用了现场实测及理论分析方法,依据水力压裂卸压机理及矿压岩层控制理论,对该工作面回风巷上覆岩层实施水力压裂卸压。结合现场监测矿压显现变化情况对卸压机理及效果进行深入分析,其结果揭示了在强动压影响下的巷道顶板岩层中采取水力压裂可有效减弱顶板岩层中赋存的高应力,释放顶板储存的弹性能;弱化基本顶,避免采空区后方悬顶,降低超前支撑压力的影响;减小相邻采空区侧对工作面回采巷道的影响,有效缓解巷道围岩变形。     

深井跨采巷道围岩应力分布及变形规律模拟研究

基于煤矿跨采过程中存在的工作面矿压显现加剧、巷道围岩难于控制等现实问题,结合具体工程条件,应用FLAC数值模拟软件对上方工作面开采过程中的巷道围岩应力分布特点及围岩变形移动规律进行了模拟研究,得出了工作面前方移动支承压力在底板的传播引起底板岩层处于应力升高区,位于该区内的底板巷道,随着工作面的推进,巷道依次处于原岩应力区、应力升高区、卸压区和卸压稳定区,且在工作面距离跨采巷道前后50 m范围内,应力集中程度较强。在跨采期间,巷道的主要变形发生在工作面跨巷道的时间段,2帮应力集中程度强于顶底板,并引起巷道一定程度的变形。     

基于高压注浆与胶囊压力黏液封孔技术的瓦斯测压

在顶底板岩石破碎或可能存在含水层的岩层中,为了快速准确测定煤层瓦斯压力,提出了高压注浆固结岩层技术结合胶囊压力黏液封孔测压技术方法,该法可以有效密实裂隙和微隙、阻止承压水与裂隙水进入测压室,较快地测出煤层瓦斯压力,将该法应用于顺达煤矿四号井K11煤层,2号钻孔和3号钻孔的黏液压力稳定在了所要求的压力范围内,在48 h内测得了K11煤层瓦斯压力为0.52 MPa.     

让压锚杆让压管合理长度的确定

深部软岩巷道的支护是一直困扰煤矿安全高效开采的问题,分析了让压锚杆的结构和支护机理,并根据拉麦公式分析了让压管的长度对组合拱的厚度和强度的影响.结合锚杆的应力-应变关系和弹塑性力学相关内容给出了一种确定让压管长度的公式,在实际工程应用中取得了很好的效果。     

新型压头压力数字化控制的实现

实际应用中,对于小且精密部件的UV压合,所需压力很小,对压头结构以及工艺要求较高。如在扬声器中的振膜压合中,压力仅为2 N,而本身压头也有自重,实现小压力压合是一大难题。对现有的压头进行了研究分析,利用差动原理对现有结构进行了优化设计,实现了压力从模拟量到数字量的控制,提高了压合质量。并基于试验结果和气动理论知识完成了差压控制系统的数学建模,为更合理的设计打下了理论基础。     

卸压槽卸压机理研究

运用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,分析了卸压槽的卸压机理和治理效果。建立了底板受力模型,研究了卸压槽对支承压力传播的影响;通过数值模拟,对比分析了在有无卸压槽2种情况下巷道的应力应变情况;通过现场试验,验证了卸压槽治理以底鼓为主的巷道变形破坏的效果。结果表明:卸压槽切断了巷道直接底板,改变了底板的受力结构,改变了采场支承压力在底板沿水平和垂直方向的传播途径和方式,并且能吸收底板的水平挤压变形和底鼓量,从而减少巷道围岩变形和破坏。     

高压脉动水锤装置理论峰值压力

高压脉动水锤装置是一种能够产生压力冲击的设备,它通过弹簧蓄能并瞬间释放这种能量,在流体管路中激发压力冲击。根据运动过程分析对其建立能量方程,通过合理的简化处理,得出冲击峰值压力的理论计算公式,并利用实验数据分析其影响因素,证明活塞密封摩擦阻力的影响较大,从而为煤层脉动注水的压力计算提供了理论支持。     

压力拱理论在采场地压分析中的应用

某矿21141工作面的推进,致使原有孤岛面积进一步减小、围岩支撑动压增加。为探讨工作面推进对采场地压的影响,本文利用数值模拟技术和压力拱理论,分析了采场围岩应力变化状况;讨论了采场支撑动压对围岩压力拱的影响,获得了采场围岩应力变化状况。     

液压系统中压力损失的分析与计算

分析液压系统中压力损失产生的原因,介绍液压油在圆管呈层流和紊流2种流动状态时,沿程压力损失的计算公式,对液压管道、液压附件等局部阻力系数及压力损失计算方法进行探讨;提出减少液压系统中压力损失的相关方法。     

高压防水闸门硐室施工与试压

简述了高压防水闸门硐室施工、注水试压和混凝土闸墙内应力测试的情况,介绍了硐室施工经验,以及在试压、测试方面取得的技术资料     

多次动压巷道水力压裂预卸压技术研究

以余吾煤业动压巷道预卸压为研究对象,针对受强烈动压影响后外围巷道变形、底鼓问题,进行了水力预卸压为主的研究,分析顶板对比卸压前后巷道的变形量,取得了良好的留巷效果。研究可对巷道二次利用和减少巷道动压影响提供了新的手段。