沿空巷道高应力区卸压爆破数值模拟研究

为了研究沿空巷道帮部煤体爆破卸压效果,运用数值模拟方法对唐口煤矿5303轨道顺槽高应力区卸压效果开展了研究。研究结果表明:爆破后5303轨道顺槽生产帮应力集中区域进行了转移,应力集中现象得到了明显缓解。现场实施结果也显示,爆破后5303轨道顺槽生产帮应力降低幅度均达到65%以上。     

高应力区巷道卸压支护技术及应用

随着矿山地下开采深度的增加,地压问题对开采的影响也日趋严重。维护回采巷道的稳定性是开采能否顺利进行的关键。理论分析和工程实践表明,在高应力区或受采动应力影响严重的区域,可以采用卸压支护的方式来维护巷道的稳定性。因此,可以采用卸压开采的方式来降低开采区域的应力,并根据卸压后应力降低程度选择合理的支护形式和参数,从而通过卸压支护达到维护巷道稳定性的目的。现场工业试验表明,采用卸压支护技术可以有效协调巷道周围岩体的变形,达到维护巷道的稳定性。     

高应力巷道迎头超前钻孔卸压模拟分析

针对潞新矿区脆性特厚煤层巷道的矿压显现及变形特征,提出进行迎头超前卸压。模拟分析了钻孔直径、钻孔长度、复合卸压、大直径螺旋钻等不同方式及参数的卸压效果,得出钻孔直径越大、长度越长,卸压效果越好,复合卸压以及螺旋钻孔卸压效果更好。试验表明,复合卸压下顶板离层减小约20%,但仍应加大钻孔直径或采用大直径螺旋钻。     

深井高应力难采煤层上行卸压开采的研究与实践

以新汶矿区为工程背景，深入研究了采动覆岩裂隙亚分带特征、覆岩运动与结构分带特征、上行卸压开采作用效应，建立了上行卸压开采可行程度的评价方法，论证了深井复合顶板煤层上行卸压开采的可行程度，通过应用实践根除了深井高应力难采煤层的多重障碍，为上行卸压开采的可行程度判别、区域划分、开采部署提供了决策依据。     

深部高应力巷道卸压控制及支护技术研究

通过理论推导、数值模拟、现场试验等方法,研究了深部冲击高应力巷道卸压及支护问题,卸压钻孔应力分布规律和高应力巷道卸压控制区域的解析结果表明,破碎软化区半径主要受卸压钻孔半径、高地应力等影响,卸压钻孔周围煤岩体的破碎软化起到弱化高应力、转移高应力的作用,有利于保持巷道稳定.通过数值模拟研究并考虑钻孔效率和巷道支护,卸压钻孔直径宜为１１０~１３０ mm.针对高应力巷道提出的“卸压控制＋让压支护”技术与卸压孔保护技术,提高了巷道支护体的完整性,新支护方式现场试验应用后,巷道帮部最大变形为３００mm,顶板最大变形为１７１mm,巷道围岩裂隙范围明显减小,与原支护相比巷道未出现整体失稳现象,有效控制了高应力巷道的变形,维护了高应力巷道煤岩体的稳定性.研究成果为高应力巷道卸压控制和让压支护提供了理论指导.     

高应力区卸压与锚杆支护对巷道稳定性影响分析

采用FLAC3D分析了不同卸压率下,锚杆排间距参数改变对巷道变形程度及锚杆受力的影响;分析了赞比亚谦比西铜矿卸压开采及锚杆支护下巷道变形破坏程度以及武钢金山店铁矿喷锚网支护方式下的巷道变形破坏程度。理论分析和工程实例表明,卸压可以有效控制巷道围岩的变形大小,锚杆支护并不在于控制巷道围岩的变形程度,而在于协调巷道周围岩体的变形。因此,高应力区巷道维护中应以地压控制为主,并配合有效的支护方式和参数才能控制巷道变形并保持稳定性。     

高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术

为了深入研究深部高应力岩层巷道围岩松动爆破卸压技术,针对高应力巷道围岩受采动影响的变形破坏特点,采用FLAC数值模拟软件对深部动压巷道围岩进行了松动爆破卸压模拟,结果表明在松动区域轴向平行于巷道顶板和帮部时,在距巷道顶板和帮部围岩5 m处进行爆破,可以在巷道周围形成一个松动区域,使巷道围岩浅部应力与深部集中高应力隔离开,达到巷道围岩集中应力向深部转移和改善巷道围岩受力状态的目的.通过工程实践,验证了模拟方案的合理性,并使爆破参数得到了优化.     

高应力区卸压开采方法研究

针对西石门铁矿高应力区的形成及产生的危害，采取有效支护、崩落支承柱与大量放矿松动卸压及合理调整回采顺序等综合技术措施，卸掉了高应力区的破坏性地压，有效地减少了地压活动对回采作业的影响，并回收了大量损失矿量。     

高应力下卸压巷道围岩破坏机理及卸压过程数值分析

对高地应力巷道开挖前后应力场状态变化进行了分析, 求出了弹塑性区交界处的应力分布状态, 发现开挖扰动引起的应力重分布是高地应力巷道破坏的主要原因。运用有限差分数值计算软件FLAC^3D分析了开挖顺序、巷道位置及巷道尺寸对卸压效果的影响, 通过模拟发现卸压效果主要与两巷道之间的距离及卸压巷道的尺寸有关, 且当卸压巷道直径为2~3 m, 两巷道距离5~12 m时, 巷道的卸压效果较好。     

高应力巷道底板卸压及围岩锚注支护技术

针对平煤八矿高应力回风上山巷道围岩软弱易破碎、巷道底鼓严重的问题,采用底板卸压和围岩锚注的支护思路,提出了“混凝土+锚网+注浆+卸压槽”的多层次联合支护方案。结合UDEC数值软件确定了卸压槽的宽度为1.2 m,深度为2.0 m。钻孔窥视表明,深孔、浅孔交替注浆后,浆液扩散半径达到3.0 m,巷道围岩整体性较好,巷道变形得到了有效控制。该技术解决了巷道在支护过程中遇到的问题,保证了矿井的安全开采,可为类似矿井提供借鉴。     

随钻水力造穴技术在低透性煤巷卸压孔中的应用

随钻水力造穴技术节省了先导孔施工,缩短了作业时间,提高了效率,室内试验了流量、压力等水力参数与造穴效果的关系,得到了最优参数配比,该技术应用于新元矿3209工作面掘进头预抽钻孔施工,掩护低透性煤巷安全掘进。评价结果表明,在水压达到20MPa、流量在200L/min条件下时,冲孔时间维持15min/m、冲孔单元每5m 1次,冲煤量大于0.48t/m,钻孔冲孔半径为普通钻孔6倍,施工效率较原来提高了25%,应用效果最佳。     

深部高应力巷道充填式释压刚柔耦合支护技术适用性研究

针对深部高应力巷道在卸压孔支护技术中对围岩扰动严重并且卸压变形量不易控制问题,以北京长沟裕矿为背景,综合运用理论分析与数值模拟的方法,在分析巷道矿压显现特点以及巷道大变形机理的基础上,提出了高应力巷道充填式释压刚柔耦合支护方法。对原始支护方案与充填式释压刚柔耦合支护方案进行对比分析。结果表明:充填式释压耦合支护方案较原始支护方案在围岩塑性区以及变形量方面都有较为明显改善,巷道围岩卸压变形量基本可控。     

唐口煤矿冲击地压主控因素分析及防护措施

为分析唐口煤矿冲击地压发生的主控因素,以唐口煤矿6304工作面为研究对象,对冲击地压发生集中静载与集中动载进行了分析。研究表明:唐口矿冲击地压发生的主控因素为大采深及构造运动造成的煤体内积聚的高应力和受回采影响产生的顶板运动。针对煤体内的集中动静载荷影响因素,提出采用煤层注水和钻孔卸压的方法进行处理。     

杜儿坪矿68310回风巷水力压裂切顶卸压技术

切顶卸压技术已在诸多矿区成功应用,取得了巨大的社会效益,西山煤电集团杜儿坪煤矿作为典型的高瓦斯矿井,采用传统炸药爆破的方式进行巷道顶板岩层预裂爆破会带来很大的安全隐患。鉴于此,积极试验了水力压裂技术,提出了“低位致裂+高位弱化”的整体控制思路,并以68310回风巷为工程背景进行试验,现场切顶卸压效果良好。     

22051巷顶板爆破切顶卸压技术研究

针对青洼煤业沿空掘巷时煤柱应力集中、巷道压力大等问题,采用爆破切项技术对煤柱进行卸压处理,进行了钻孔设计、切顶高度设计、装药设计,提出了快速装药技术.现场试验效果表明:快速装药技术省时省力,安全系数和装药效率大大提高;爆破切顶卸压后煤柱应力分布较均匀,承载力较强;沿空掘巷采后巷道变形量较小,卸压效果显著.     

综放工作面过硐室围岩破坏机理及卸压技术研究

以小庄煤矿40309综放工作面过设备硐室为工程背景,理论推导了围岩破坏机理,揭示了工作面与硐室间煤体的弹性区和塑性区范围之比是煤体发生失稳的主要影响因素,采用数值模拟对钻孔卸压技术煤体应力变化进行分析,工作面与硐室间煤体从30 m减小到5 m,工作面前方的煤体一直处于应力升高状态,钻孔卸压后,煤体中的应力集中现象逐渐消失,高应力向实体煤转移。工程实践表明:采用帮部长钻孔施工+合理推采联合技术措施,支架压力由22 MPa增加至26 MPa,增幅平缓,确保了综放工作面回采过程中安全平稳通过设备硐室。     

高压水射流破碎煤体过程及应力变化规律的数值分析

针对高压水射流冲击破碎煤体这一复杂非线性冲击动力学问题,采用SPH和FEM耦合算法,数值模拟了煤体在高压水射流冲击下的破碎过程,分析了应力作用规律和煤体破碎规律。研究结果表明,煤体主要受拉伸和剪切作用而被破坏,拉应力的作用区域随着煤体破碎向外延伸,剪切应力的作用区域主要在冲击轴心;水射流冲击载荷破煤过程可分为破碎积累、快速破碎2个阶段,煤体破碎速度表现为快慢交替。     

基于CT技术的唐口煤矿大直径钻孔卸压效果研究

为分析唐口矿大直径钻孔卸压效果,采用电磁波CT技术对施工后的煤层进行探测。采用理论分析的方法对CT技术原理进行分析并建立评价模型,通过现场监测对吸收系数及其异常指数进行分析。结果表明,在孔深较浅时钻孔施工过程中的扰动效应能导致钻孔附近一定范围内裂隙的生成,这种扰动生成的裂隙具有一定的卸压效果。     

忻州窑矿卸压钻孔技术参数研究

本文针对忻州窑矿强矿压发生现状,采用了钻孔卸压的解危技术措施。通过分布式光纤监测技术对钻孔卸压措施的有效性与钻孔时间、空间的定量关系进行了分析研究,从而对卸压钻孔的技术参数进行了优化。监测结果表明:选择直径为108 mm,孔间距为0.75 m,长度为8 m的卸压钻孔,超前打钻时间超过18天时,钻孔周边应力降幅与卸压范围最大,为井田防治强矿压提供依据。