水压致裂法测试矿井软岩巷道地应力研究

为获取矿井深部地应力信息,揭示地应力特征及其随埋深的变化规律,采用水压致裂法对平煤一矿三水平下延主运输巷进行地应力测试,同时采用应变解除法对不同埋深的7条巷道的地应力进行实测,得出了该矿区地应力的分布特征。结果表明:深部开采后,矿井属于高地应力区,矿区最大主应力为31.70 MPa,最大主应力为近水平方向,主要受构造应力控制;3个主应力均与埋深呈近似线性增大关系,其中最大主应力的增加幅度最为显著,应力梯度为2.75 MPa/hm,据所得地应力分布情况,对巷道采取了科学合理的支护和加固措施,实现了矿井高应力区的灾害控制。     

李粮店煤矿大采深地应力分布规律研究

为掌握李粮店煤矿大采深地应力分布规律,采用空心包体应力解除法在二1煤层底板L7灰岩中施工钻孔,现场测量了4个测点的地应力大小,结果表明,该矿区为高地应力区域,且最大主应力远大于中间主应力和最小主应力,最大主应力接近水平方向;矿井深部开采时围岩内存在较大的剪应力,围岩稳定性较差。另外通过对矿区地应力场与矿区构造关系的分析,进一步表明了矿井主控地应力为构造应力,最大主应力方向基本垂直于褶皱构造轴向和断裂构造的走向。     

桑树坪煤矿地应力测试过程及分布规律

地应力是诱发煤矿安全生产事故的主要因素,亟需准确测量并掌握矿井地应力的分布特征。以桑树坪煤矿南一采区为例,介绍了应力解除法测量地应力基本原理以及测试过程——利用煤岩的发生膨胀变形特点,通过地质钻孔、安装空心包体、应力测试等步骤对矿区的2个测点进行了应力测试。测试结果表明,2个测点主应力的方向基本相同,最大主应力方位角均接近110°,且均接近于水平方向;水平主应力为垂直应力的1.07～3.39倍,说明水平应力对巷道掘进的影响具有明显的作用。采用巷道轴向与最大水平主应力平行布置方式,有利于巷道顶底板的稳定。该研究成果有助于优化桑树坪矿井等同类矿区采掘布置,达到矿井的突出危险性防治的目的,为后续矿井布置及安全开采提供借鉴。     

双合矿井地应力分布规律与地质构造作用分析

应用空芯包体三维应力解除法对双合矿井区域内3个测点进行了地应力原位测试。结果表明:井田内最大主应力方向平均为220.89°,以水平应力为主,矿井地应力量级大部分在20 MPa以上,属于典型的高-超高应力区。井田内地应力方向性显著,最大水平应力为垂直应力的1.25～1.46倍;井田内地应力大小具有较强的差异性,最大水平主应力为最小水平主应力的1.31～2.20倍。井田内应力场总体趋于NE-SW方向,整个区域应力场以水平应力为主导,对矿区的构造发育有控制作用,其分布与现场地应力测试结果基本一致。     

寺河矿地应力测试与分布规律

介绍了水压致裂法进行地应力测试的原理和方法,并应用此法对寺河煤矿东西两区先后进行了3次地应力现场实测,根据累计15个地应力测站现场实测数据,得出了主应力与深度之间的变化规律,判断了矿区的应力量级,获得了侧压比与深度的关系,确定了最大主应力的方向,分析了断层对地应力的影响,判别了矿区应力场类型,从而为寺河矿的高产高效矿井建设提供重要的参考资料。     

何家塔浅埋深矿井地应力测试及应用

何家塔浅埋深矿井地应力测试数据表明:该矿区属于中等值应力区,最大水平主应力为10.03~11.86MPa,方向大致为NWW;最小水平主应力为5.44~6.20MPa;垂直主应力为4.66~4.74MPa之间,水平应力明显大于垂直应力,以构造应力场为主。最后将测试结果应用于巷道布置与支护设计,支护状况得到明显改善。     

汾西矿区地应力测试与分析

采用小孔径水压致裂地应力测量装置在汾西矿区进行了7个煤矿、24个测点的地应力测量.实测数据表明,汾西矿区地应力场有两种类型:σH＞σv＞σh及σv＞σH＞σh.埋藏相对较深的井区水平应力占明显优势,具有典型的构造应力场特征;所测区域属于低及中等地应力值矿区;最大与最小水平主应力值基本随埋藏深度的增加而增大.但部分测点存在明显的离散性;有些矿井最大水平主应力方向比较一致.但也有些矿井由于开采深度不同,地质构造分布与煤岩性质存在较大差异而出现明显的离散性.基于实测数据,采用回归方法得出地应力与埋藏深度的关系;分析了水平主应力与垂直主应力的比值随埋藏深度的变化.将地应力测量结果应用于巷道支护设计,显著提高了设计的合理性与可靠性,巷道支护状况得到明显改善.     

会泽铅锌矿深部地应力分布规律的研究

为了解云南会泽铅锌矿深部地应力的分布规律,在该矿区两个不同标高的中段布置6个测点进行了地应力测试。运用有限差分法软件FLAC3D进行数值模拟。结果表明:该矿区的地应力以水平构造应力为主导,最大主应力与水平夹角介于8.87°~28.70°之间,深部地应力方向大致呈NNW~NNE向;矿区原岩水平应力和垂直应力以及最大主应力均随着深度的增加而增大,弹性模量随深度增加减小;矿区的水平最大主应力与垂直应力之比(侧压系数)在0.652~2.974之间,最大水平主应力是最小水平主应力的1.402~6.898倍。矿区的地应力分布受到断层的影响,导致断层附近的应力明显下降。     

基于地应力实测的某矿区应力场分布特征

地应力是影响矿井工程设计施工的重要因素,以某矿区为例,选取4个具有代表性的原岩应力测点,采用应力解除法进行了三维地应力测量,分析了该矿区的地应力分布特征。结果表明:各测点最大水平主应力都大于垂直应力,矿区最大主应力方向基本为NW—SE向,与实测主要构造的应力场方向基本一致,即矿区主控地应力为构造应力。现场实测地应力表明:目前主要巷道与最大主应力方向的夹角较大,对巷道围岩稳定与维护产生不利影响,需根据实际采矿地质条件、施工因素、最大主应力方向,综合确定巷道的最佳轴线方向及合理的断面形状。     

兴安矿区深部地应力测试及支护方案研究

针对兴安矿区矿井深部高地应力巷道的围岩控制问题,采用“点-面结合”分析法,即地质力学理论分析和现场原位测量相结合的方法,对矿区地应力场方向及地应力大小进行分析,分析结果表明,兴安矿深部地应力最大主应力方向为近东西方向,最大主应力达到30.10~30.18 MPa,最大主应力与垂直应力之比为1.27~2.18倍,因此该矿区以水平构造应力为主导。针对兴安矿深部高地应力的情况,采用高强度锚喷支护体系对巷道围岩进行支护。通过数值模拟对现有锚喷支护方案进行分析,巷道断面收缩率在可控范围内,巷道内整体变形控制效果较好。同时数值模拟结果与实际观测结果大致相同,这不仅证明了锚喷支护在兴安矿深部巷道支护应用的可行性,也从侧面证明了地应力测试的准确性。     

煤矿地质应力测量及应力分布特征研究

应用煤矿小孔径水下裂缝压裂应力测量装置,对产煤大省的多个小煤矿进行了测量,根据地应力测量数据,分析了煤矿地面荷载分布的特点和趋势。通过实例介绍了浅埋煤矿作业中地质应力的测量结果。测量结果表明浅层煤矿井下震荡受多种因素影响,测量数据方差较大,从埋藏深度看,变化规律不明显;地质测量电压电平相对于井下具有绝对优势。最大主应力水平与垂直主应力的关系比在1.0～3.0;最小主应力水平与垂直主应力之比主要为0.5~2.0;平均主应力水平与垂直主应力的关系比主要在1.0~2.5。同时根据地面应力测量数据,设计锚杆固定参数,提高煤炭资源生产率,降低巷道维护成本,同时保证巷道的安全和保护。     

杜儿坪矿地质力学测试与分析

针对杜儿坪矿巷道支护基础参数不足的问题,采用了井下单孔、多参数、耦合地质力学原位快速测试方法对杜儿坪矿2#煤和3#煤进行了巷道围岩地质力学测试。测试内容包括:地应力、围岩强度和围岩结构的观测,初步掌握了杜儿坪矿2#煤和3#煤地应力分布的基本规律,以及巷道围岩强度和围岩结构的基本特征,从而为巷道布置及支护设计提供了基础数据。     

地应力对煤矿巷道围岩稳定性影响研究

为了确定采场布局和回采顺序,确保巷道围岩的相对稳定,分析了矿井所处的地应力状态、类型和作用特征。采用水压致裂地应力测量仪以及水压致裂法系统地对15号煤层进行地应力现场实测,得到不同位置的地应力数据。通过对实测数据的系统分析,得出盘区范围内地应力场的分布规律、巷道顶板稳定性受最大水平地应力的影响程度以及不同掘进方向巷道状况的差异。研究结果为采场合理布置及煤矿巷道支护设计强度提供计算参数,对于井巷布置和矿山安全高效生产具有重要指导意义。     

基于高压水力割缝工艺的煤巷快速消突技术

突出煤层的煤巷掘进是突出矿井瓦斯灾害治理的重点之一。降低突出煤层的瓦斯压力、含量,转移其承载的地应力是解决问题的关键。通过水力割缝工艺,从地应力角度入手,在煤体中利用水力割缝形成空间,人为再造裂隙和微裂隙,使突出煤层的瓦斯得到释放,地应力得到转移。现场试验表明,水力割缝后煤巷钻孔瓦斯涌出初速度q值得到降低,瓦斯钻屑量S值明显降低,巷道月平均进尺由80～90 m提高到90～110 m,同时由于水力割缝钻孔有效影响半径的增大,减少32.6%的钻孔施工量。     

华亭煤矿强矿压力学机制与防治对策

为从机理上认识和防治华亭煤矿强矿压,应用震源机制解答方法反演强矿压岩体破裂机制,结合现场地应力测量、微震监测、现场调查、采矿活动分析和理论分析等技术途径,验证震源机制解答方法的可靠性,分析强矿压成因,制定强矿压防治策略。研究得出如下认识：震源机制解答方法反演煤矿采动岩体破裂机制的应用效果较好;华亭煤矿强矿压频发的主要原因是水平应力强度高、最大主应力方向与巷道走向大角度相交、厚层砂岩大面积悬顶、底煤厚度大且冲击倾向性强;防治此类强矿压发生的主要途径是工作面设计应避开最大主应力方向与巷道走向大角度相交、先开采底板抗冲击性能较好的下分层、顶板预裂卸掉垂向采动应力和巷道钻孔、切槽断底。     

深部水平主应力方向对煤巷围岩稳定性影响规律研究

为了保证深部巷道掘进过程中围岩稳定，深入分析巷道布置方向和深部水平主地应力分布之间的关系，以首山一矿为工程背景，利用理论计算方法求出最优角度，使用数值模拟方法分析煤巷布置轴向与最大水平主地应力σH不同夹角时模型的塑性区分布，最大主应力差变化和围岩变形特征。结果表明：煤巷掘进后从煤巷壁面到围岩深部围岩的最大主应力差大致可以分成“增长-降低-稳定”三区|当作用在煤巷两帮的水平法向应力σn与垂直主地应力近似相等时水平地应力对煤巷布置掘进稳定性影响最小，根据对现场数据的理论计算和模拟结果的分析，巷道轴向与σH夹角大小为30°左右时巷道较为稳定。     

复杂地质条件大断面煤巷锚网支护技术

随着矿井开采规模和产能的扩大,西山矿井的地质条件逐渐由简单向复杂转变,出现了大量高地应力巷道、特大断面巷道、松软破碎围岩巷道等。对于复杂困难支护巷道,采用缩小锚杆锚索间排距时,巷道变形仍然很大,造成巷道前掘后修,支护综合成本高,采掘接续紧张等问题。从杜儿坪矿62512机轨合一巷实际条件出发,进行了巷道围岩地质力学测试、支护理论及设计方法优化选择等研究工作,保证巷道支护质量,提高顶板管理水平,系统解决西山矿区巷道支护存在的技术问题。     

中空注浆锚索在高地应力松软煤巷中的应用研究

高强度中空注浆锚索与高性能锚杆相结合的组合控制技术,能有效控制高地应力松软煤巷等该类巷道出现的巷道失稳问题.某矿3313综放工作面回风平巷在深部掘进时出现围岩变形量大、支护失效等问题,高地应力、围岩性质差和原始锚杆支护参数的不合理是导致巷道失稳的主要因素.针对该巷道特点,采用高预应力锚杆(索)支护条件下围岩适当让压、中空注浆锚索注浆以改善顶板大范围内围岩力学性质等技术,有效控制了围岩塑性区发育、提高了顶板围岩强度并改善了锚杆受力状态.现场工业性试验表明:与前期掘进巷道相比,围岩松动区缩小为1 m左右,顶板、底板及两帮的变形量分别下降了63.6%,53.3%和51.7%,高地应力松软煤巷的围岩变形得到了有效控制.     

镇城底矿煤层巷道煤体应力及变形规律研究

 摘要：为分析煤层巷道开挖后两帮煤体应力分布及变形规律,进而确定合理、有效的支护方式,采用弹塑性理论计算以及现场实测相结合的研究方法,以镇城底矿生产实际为背景,理论分析得到该矿煤层巷道两帮煤体的应力分布形式、煤体应力极限平衡区范围;实测分析煤层巷道两帮煤体应力值及巷道围岩收敛变形规律,理论及实测结果较为吻合。得知巷道围岩开挖充分变形后,煤体应力及围岩变形量在实践观测的后期阶段所受煤层采动影响较弱。