坚硬顶板型冲击矿压灾害防治研究

针对兖州矿区济三煤矿6303工作面的冲击矿压问题，分析了冲击矿压发生的主要原因及影响因素．根据现场条件和数值模拟分析，提出了采用顶板爆破解除冲击矿压危险的技术措施，并确定了爆破参数．采用矿用钻孔窥视仪并配合电磁辐射法和钻屑法对爆破进行了效果检验．结果表明，通过顶板爆破措施可以破坏工作面上方坚硬厚层砂岩顶板的完整性，提前释放顶板聚集的弹性能，减弱和消除了工作面的冲击矿压危险，胜，保证了工作面的安全生产．现场实践证明，该项技术对具有坚硬顶板型冲击矿压的防治效果明显．     

坚硬厚层顶板群结构破断的采场冲击效应

采用理论分析、物理相似模拟及现场实测相结合的方法,对坚硬厚层顶板群结构的破断冲击效应进行了分析.研究表明:多分层坚硬顶板群结构的破断冲击载荷在短时间内会产生较大的波动,工作面来压特征受多分层顶板垮断的联合作用;采场冲击来压强度主要与顶板赋存厚度及自身岩性特征有关,对于岩性相近的顶板岩层,厚度越大,对采场的矿压冲击影响也越剧烈,但厚层顶板垮断后的结构对其上覆顶板岩层的冲击载荷强度具有一定的缓冲.以大同矿区坚硬顶板群结构下的煤层开采为例,现场实测分析得到的工作面采场来压特征说明多分层顶板的垮断失稳有一定的随机性,但各分层顶板的单层垮断或多层同步垮断几率在整个煤层开采过程中基本保持不变.     

大采深条带开采宽度确定方法研究

在建筑物下开采深部压煤通常采用条带开采法控制地表移动变形量,条带开采工作面倾斜方向容易形成极不充分工作面,结合某煤矿建筑物下深部压煤条带开采试验,深入研究和探索深部条带开采采宽和留宽确定方法及其协调关系,并与下沉系数法、压力拱计算值法相比较,得出该煤矿条带开采的参数,试验结果表明,极不充分开采法确定开采宽度对于条带开采设计是十分有效的,能有效地控制地表移动和变形程度.本方法对于指导相似地质条件下开采建筑物下压滞的大量煤炭具有较大的实用价值和指导意义.     

三河尖煤矿坚硬顶板对冲击矿压的影响分析

顶板岩层结构，特别是煤层上方坚硬、厚层砂岩顶板是影响冲击矿压发生的主要因素之一。通过实验研究、现场实测、冲击矿压现象分析，说明了顶板坚硬岩层，特别是顶板的关键层运动、破断对冲击矿压的发生有巨大的影响，掌握顶板的运动规律，并对其进行监测，可达到预测预报冲击矿压危险的目的。     

采动影响下断层冲击矿压危险性研究

采用FLAC5.02D数值模拟软件模拟了煤层开采过程中断层对矿山压力分布的影响.研究了不同断层倾角、断层强度、断层落差、老顶厚度和老顶强度下,工作面支承压力峰值变化规律.结果表明,工作面由断层上盘向断层推进:支承压力峰值随断层倾角减小而减小,当断层倾角为30°时,应力峰值降为60.92MPa,甚至会小于无断层影响下的63.18MPa;当老顶厚度超过20m,应力峰值迅速降为51.53MPa.而工作面由断层下盘向断层推进:应力峰值随着老顶强度的增大先迅速增大为89.34MPa,当老顶强度超过40GPa后,应力峰值基本保持不变.当工作面由断层下盘向断层推进时冲击危险性均比工作面由上盘向断层推进时的高.     

顶板岩层对冲击矿压的影响规律研究

采用模拟试验方法研究了顶板岩层对煤体应力状态的影响,并根据震动能量对煤体的破坏效应和在岩体中的传播衰减规律,从能量角度分析了煤层上方不同厚度和强度的顶板岩层对煤体冲击的影响程度.结果表明,顶板释放的能量与岩层强度呈对数关系、与顶板厚度呈指数关系,坚硬、厚层顶板岩层会对煤体产生更为强烈的扰动,使冲击矿压危险性明显升高.另外,具有一定厚度和强度且距离煤层较近的老顶岩层运动产生的冲击载荷对煤体的影响作用较大.某矿一个工作面的冲击矿压防治工程实践表明,对该煤层上方的顶板岩层实施爆破弱化处理技术措施后,可有效降低工作面回采过程中的冲击危险性.     

大倾角煤层走向长壁开采顶板岩层活动规律及其矿压控制

依据现场观测和实验室研究的成果，总结了大倾角煤层走向长壁式开采采场矿压显现和顶板岩是活动规律，介绍了工作面矿压控制方法。     

薄煤层坚硬顶板采场矿压显现规律研究

根据大峪沟炭煤矿薄煤层坚硬顶板工作面支护改革前后矿压观测结果,分析了两种不同支护形式对顶板的控制作用,揭示薄煤层坚硬顶板条件下工作面矿压显现规律,为工作面支护改革和生产安全管理提供了科学依据.     

薄煤层坚硬顶板采场矿压显现规律研究

根据大峪沟炭煤矿薄煤层坚硬顶板工作面支护改革前后矿压观测结果,分析了两种不同支护形式对顶板的控制作用,揭示薄煤层坚硬顶板条件下工作面矿压显现规律,为工作面支护改革和生产安全管理提供了科学依据.     

坚硬顶板多层次立体化水力压裂技术研究

陕北侏罗系煤田坚硬顶板普遍存在,导致煤矿井下工作面初次来压步距大（40～70 m）,易发生冲击矿压灾害事故,采用水力压裂技术进行切顶卸压可以有效减小工作面初次来压步距,进而避免发生冲击矿压灾害事故。为此,在总结我国现有水力压裂技术在煤矿井下工作面初采初放应用经验的基础上,提出坚硬顶板多层次立体化水力压裂技术,使用自主研发的钻割一体化设备,实现高效快捷的压裂孔定向割槽,并在陕西延长石油矿业有限责任公司魏墙煤业公司1313工作面开展水力压裂初采初放现场试验。观测结果表明,水力压裂处理后1313工作面直接顶初次垮落步距为9.6 m,老顶初次垮落步距为19.2 m,且冒落后的老顶完全充填采空区,大大降低了工作面老顶突然垮落造成的“飓风”性冲击灾害。     

Prediction of Rock Burst with Deep Mining Excavation in Linglong Gold Mine

To predict rock burst in deep mining excavation in Linglong gold mine, systematical laboratory tests of mechanical properties of rock, in situ stress measurement and 3-D FEM analysis on energy distribution in rock mass surrounding deep mining rooms were carried out. According to various prediction criteria of rock burst, it is concluded that rock burst is liable to occur during deep mining excavation in the mine.     

部分充填开采围岩活动规律分析

采用适于分析采动影响裂隙岩体活动规律的数值模拟软件UDEC，详细分析了部分充填开采时围岩应力和位移变化规律及特点，重点分析了不同充填方式与关键层断裂的关系，以及不同充填方式对部分充填开采围岩稳定性的影响。研究结果表明，充填空顶间隔大小、充填条带宽度是部分充填开采围岩稳定性的两个主要影响因素。后期开采的条带将扩大先期开采条带的影响，尤其是后期开采两充填条带之间的条带并不充填时，这种影响更大，最后对具体的充填开采方法提出了建议。     

孙村煤矿经济合理的开采深度

在分析孙村煤矿开采现状的基础上,深入研究了孙村煤矿各生产环节及总的吨煤生产费用随开采深度变化的规律。按孙村煤矿目前的技术状况分析计算：矿井开采深度每增加１００ｍ,原煤砘煤生产费用增加６％～７％。找出吨煤生产费用随采深增加的主要环节,提出了提高单产及总产、改造通风系统、改进巷道布置等措施,降低吨煤生产费用１４％左右。以矿井地质条件及技术可行性论证为约束、以矿井盈利为依据,预测孙村煤矿经济合理的开采深     

济二矿首例孤岛综放面冲击矿压监测治理

孤岛综放工作面及其周围巷道附近应力集中程度高，顶板运动剧烈，再加上地质构造的影响，采深较大时，很容易引发冲击矿压．孤岛工作面冲击矿压危险检测预报及控制的技术可事先分析冲击危险程度，并提出早期预报．本采用电磁辐射和钻屑法进行及时预报；应用卸压爆破进行处理，并采用电磁辐射和钻屑法检验防治措施的效果．实践证明，这套技术安全、可靠、有效，能够保证工作面的安全高效生产．     

巷道围岩变形量与开采深度的关系

本文通过理论分析、相似材料模拟试验、现场实测，总结出巷道围岩失稳的临界深度与围岩性质及支护方式有关，围岩强度越高，失稳的临界深度越大；主动支扩大于被动支护的巷道围岩失稳的临界深度。这些结论对于深部开采巷道布置、支护方式的选择具有重要意义。     

煤矿冲击矿压的分级预测研究

针对煤矿冲击矿压灾害,研究了冲击危险性的监测原理和冲击矿压危险的分级预测准则.通过连续监测预警技术和系统集成,应用综合指数法、微震法、电磁辐射法和钻屑法,形成冲击矿压的时空分级预测技术体系,即在时间上对冲击危险进行早期综合分析预测与即时预测相结合,在空间上进行区域预测与局部监测、点预测相结合,对冲击矿压的危险性根据危险指数的大小,按无、弱、中等和强冲击危险4级进行预测.根据预测的冲击矿压危险等级,采取加强监测、解危、甚至撤人等防治对策.工程实践表明,采用该技术,可大大提高冲击危险预测的准确性,取得良好的应用效果.     

地下铁矿床灰岩顶板突水机理模拟研究

根据水和岩石间力的传递过程的基本理论,利用SURPAC生成的真实地质模型,运用FLAC3D模拟了真实矿体开挖、填充对顶板稳定性的扰动.结果表明：矿房顶板的拉应力、沉降和塑性深度都随开挖步的进行逐渐增加,在开挖完5层后,拉应力的影响深度为10 m左右;矿房顶板的沉降为9.2 mm;矿房顶板的塑性深度为25 m;最大孔隙水压力随开挖步的进行逐渐减小.此时矿房顶板和注浆灰岩顶板在扰动下的塑性区都还没有贯通,注浆灰岩的隔水性能够得到保证.