底板煤岩组合对冲击矿压灾害影响规律研究

某煤矿下巷底板多次发生冲击矿压,以该矿采区地质和采掘条件为基础,研究底板煤岩属性对底板冲击矿压发生的影响,运用数值模拟,研究在不同底板煤岩属性条件下开挖巷道后应力演化规律对冲击的影响。研究表明:巷道5 m范围内强弱组合应力值远大于弱强组合,更容易引发冲击矿压危害。     

高应力区巷道掘进矿压综合防治方法探究与实践

针对高应力区巷道掘进困难、易发生冲击矿压的难题,运用FLAC3D对巷道掘进过程中应力演变进行模拟,结合区域构造实际,分析了冲击矿压发生的原因,从技术与管理两个层面入手,提出了以立体、多方位、长短孔差异爆破综合卸压方案和《掘进工作面矿压安全管理“十禁令”安全管理办法》为核心的高应力区巷道掘进矿压综合防治方法,并进行实践应用,该方法提高了掘进工效,极大地降低了冲击矿压次数,有效控制了冲击矿压的破坏程度,实现了工作面安全掘进。     

跃进矿上覆巨厚砾岩对采动应力场分布及冲击矿压影响

跃进煤矿23110工作面回采期间,运输顺槽曾发生多起冲击矿压现象。为研究工作面上覆巨厚砾岩对采动应力场及冲击矿压的影响,采用FLAC数值计算不同厚度的坚硬砾岩层对23130工作面回采期间的采动应力场演化规律。结果表明,工作面回采采动应力影响范围随砾岩厚度增加而增大,相邻工作面回采巷道区域承受高应力达到临界值,易发生冲击矿压。工作面回采后,相邻工作面一次实体煤最大垂直应力与采空区中线距离随砾岩厚度增大而减小。巨厚砾岩条件下,先前工作面的开挖对后续工作面的应力分布有重要影响。23130工作面下巷开挖之前已经处于高应力区域,造成其掘进时的冲击危险性大大增加。     

上覆巨厚砾岩对采动应力场分布及冲击矿压的影响研究

跃进煤矿23110工作面回采期间,运输顺槽曾发生多起冲击矿压现象。为研究工作面上覆巨厚砾岩对采动应力场及冲击矿压的影响,采用FLAC数值计算不同厚度的坚硬砾岩层对23130工作面回采期间的采动应力场演化规律。结果表明,工作面回采采动应力影响范围随砾岩厚度增加而增大,相邻工作面回采巷道区域承受高应力达到临界值易发生冲击矿压。工作面回采后相邻工作面一次实体煤最大垂直应力与采空区中线距离随砾岩厚度增大而减小。巨厚砾岩条件下,先前工作面的开挖对后续工作面的应力分布有重要影响。23130工作面下巷开挖之前已经处于高应力区域,造成其掘进时的冲击危险性大大增加。     

常村煤矿厚煤层分层开采减冲优化设计

针对常村煤矿2113₂工作面下巷在掘进过程中频繁发生冲击矿压问题,分析了2113₂工作面下巷冲击矿压产生原因,即Z型煤柱高应力的叠加,致使冲击地压频发;采用FLAC^3D数值模拟软件,分析Z型煤柱区域的应力叠加程度及应力分布。同时针对21采区进行了巷道布置的优化分析,从如何避免应力集中、最大限度回采出煤炭资源等方面考虑,提出了3个工作面巷道系统减冲布置方案并分析优缺点,最终确定方案二为最优方案,为下分层工作面安全回采提供了坚实的基础。     

当量采深在冲击地压预评价领域的应用

为研究近年来频繁发生在浅部煤矿的冲击地压灾害,并在类似条件下进行采掘前半定量冲击危险性预评价,通过分析多起小采深条件下冲击地压事故发生现场的地质条件和相关巷道支护措施表明:采空区侧向支承压力、构造应力在待采工作面垂直方向上叠加导致待采工作面应力异常,冲击地压危险性增大。发生事故的工作面采用的支护和安全防护措施,均是按照浅部煤矿要求设计的,没有充分考虑到采掘区域应力场的分布特征。故据此提出当量采深概念,给出估算公式,并认为采掘前应进行半定量冲击地压危险性预评估和按照"当量采深"进行围岩控制设计及相关安全防护措施。     

“Z”型煤柱诱发冲击矿压的模拟研究

针对常村矿的冲击矿压类型,以弹性力学、岩体力学、材料力学等理论为基础,初步建立"Z"型煤柱的力学模型。"Z"型煤柱诱发型冲击矿压,其主要影响因素包括采深、工作面巷道开拓布置、顶底板岩层结构、周围煤岩体的冲击倾向性等。通过数值模拟分析了2113工作面开采过程中水平应力和垂直应力的演化规律,详细分析了"Z"型煤柱区域的应力分布规律,得出"Z"型煤柱诱发冲击的原因及机理。最后提出21采区的工作面布局,即下分层工作面巷道内错式布置,有效地避免了"Z"型煤柱、应力集中现象的发生。     

灵东煤矿西采区北翼三面回风巷围岩应力规律研究

随着煤矿开采深度及开采强度的增加,长壁开采出现了更多的矿压控制问题。主要体现在采深的增加和矿压显现的加剧,特别是相邻工作面回采动压对工作面巷道围岩稳定性影响较大。如何有效控制矿压,减少其对采掘作业的影响将是今后矿压研究的重点方向。基于区段煤柱围岩应力分布规律及破坏特征的分析,提出了相邻回采工作面掘进巷道施工时间控制及支护原则,为后期类似施工提供了有力支撑。     

薄煤层冲击矿压特征及防治研究

统计了桃山矿薄煤层冲击矿压强度、显现位置、诱发因素等特征,试验研究了煤岩组合试样单轴抗压强度、冲击能指数与煤岩高度比的关系,分析了薄煤层应力分布及转移规律和冲击矿压机理,探讨了薄煤层工作面冲击矿压防治技术。研究表明：薄煤层冲击矿压强度小,发生在工作面的比例高,工作面距上端头5 m附近冲击显现最为频繁,爆破、割煤等动力扰动是其主要诱因;随着煤岩高度比减小,组合煤岩单轴抗压强度、冲击能指数均增大,煤层越薄,煤体承载能力越强,越不容易产生应力转移,爆破、割煤等剥离或松动煤壁处煤体,引起峰值应力区垂直应力升高,水平应力对煤体约束减小,导致冲击矿压。薄煤层冲击矿压防治应使高应力区向煤体深部转移,使工作面前方有足够卸压保护带。     

火成岩坚硬底板冲击矿压原因及防治

近年来,受复杂地质条件影响的冲击矿压灾害越来越频繁,赵楼煤矿首采工作面在火成岩底板区域发生过数次严重的底板冲击事故。通过生产中发生的几次底板冲击事故分析了火成岩坚硬底板诱发冲击矿压的原因,指出了火成岩的高强度和其造成的高水平应力是导致底板冲击的主因;并提出了火成岩底板冲击的控制机理和防治对策。针对赵楼煤矿首采工作面的坚硬火成岩侵入底板,提出了具体有针对的底板防冲措施,取得了良好的防冲效果。