常村煤矿21150综放工作面冲击地压综合防治技术

为解决义马煤田常村煤矿深部开采综放工作面冲击地压灾害防治难题,在采用综合指数法对21150工作面冲击危险程度评价的基础上,将该工作面划分为6个重点冲击地压危险区域,以助于有针对性地采用不同的巷道防冲支护方式;通过煤体应力、微震及钻屑监测进行综合预警,并利用PASAT-M微震CT透射技术对重点冲击危险区域进行煤岩体应力探测,详细标定冲击危险区的分布范围;对重点冲击危险区域采取钻孔卸压、煤层注水、断底爆破等综合防治冲击地压措施,及时利用钻屑法进行卸压效果检验,实现了整个工作面安全顺利回采。     

冲击地压危险性预评价与实践

 基于采动高集中应力对冲击地压的显著影响作用,采用有限差分数值方法对开采区域分采区、工作面以及巷道,进行了冲击危险区域划分,认为千秋煤矿21141及21161始终在高集中应力带中开采,21141下巷冲击危险程度最大;利用弹性基础梁“见方”理论划分得出,21141工作面回采过程中将经历七个危险时期,其中五次为工作面与邻近已采工作面见方时期;一次为工作面顶板初次来压时期;一次为工作面过F3-9断层时期。第六危险期为特别危险期。在危险区域、危险时期划分基础上,进行了冲击地压监测与防治实践,实践表明,对冲击地压煤层预先进行冲击危险区域、危险时期划分,有效指导了回采期间冲击地压监测与防治工作,使得回采期间冲击地压监测与防治工作效率化、节约化的同时,杜绝了灾害性冲击地压的发生。     

强冲击煤层孤岛区域部分开采防冲技术研究

对于两侧采空的孤岛区域,煤体内集中应力相对较高,而当煤层具有强冲击倾向性时,在该区域进行采掘活动则易发生冲击地压事故。结合唐口矿302工作面位于孤岛区域的现状,对冲击地压影响因素和冲击危险区域进行分析,在此基础上,制定了302工作面回采期间监测与防治的具体方案。在回采过程中,结合划定的危险区域对煤体采用了预卸压手段,同时利用冲击地压监测系统,对发现的危险区域及时预警并进行了解危处理。通过防治方案的实施,使得302工作面回采期间的动力显现事件明显下降,保障了孤岛区域的安全回采。     

特厚煤层综放工作面冲击地压危险性评价研究

耿村煤矿12220工作面埋深大,临近采空区,煤层结构复杂,顶板具有坚硬巨厚砾岩,煤层具有中等冲击倾向性。因此,工作面在掘进及回采过程中存在发生冲击地压的可能。为较为准确和定量地评价工作面的冲击地压危险性,运用综合指数法、可能性指数法和冲击倾向性评价法等对工作面冲击地压危险性进行评价;并对工作面冲击地压危险区域进行划分和危险等级的确定,为工作面掘进及开采期间制定防治技术提供了依据。     

阳城煤矿回采巷道钻屑法监测冲击地压临界指标研究

冲击地压是典型的煤岩动力灾害现象、是煤矿开采中最严重的自然灾害之一。钻屑法是通过在受压煤层中钻Φ42~50mm钻孔,根据钻进过程中呈现的动态特征、相关动力效应、以及排出煤粉量等指标,鉴别监测区域冲击危险危害程度的方法。基于钻孔效应原理,推导出煤体应力与钻粉量的关系,确定了冲击地压危险指标,通过在回采巷道沿煤层倾向进行钻孔试验并提取煤粉,统计分析得钻孔每米正常煤粉量,并对其进行修正,进而确定钻屑法监测开采煤层冲击地压临界指标,依据该临界指标进行冲击地压危险的日常监测。     

地应力对冲击地压的影响及冲击危险区域评价的研究

对砚石台煤矿地应力进行了现场测试及非线性有限元计算，分析了地应力对冲击地压的影响。通过煤体强度实验建立了其强度准则，并结合工程实际建立了能量判据。在此基础上，对该矿６号煤层冲击地压的区域危险性进行了评价。     

不同采掘扰动下的冲击地压危险ANN评价方法

针对传统冲击地压危险评价存在指数突跳、影响因素权重主观化和未区分回采与掘进影响因素等问题,采用模糊数学方法对受回采和掘进不同扰动影响下的冲击地压危险评价指标及评价方法进行了探讨。通过对各影响因素进行量化处理和训练人工神经网络,得到了不同采掘扰动条件下各影响因素的贡献权重,建立了回采与掘进冲击地压危险ANN评价方法。分析典型冲击地压案例矿井数据,利用神经网络模型分析冲击地压危险评价的关键影响因素,通过相关性分析得到的回采和掘进扰动影响因素权重并对采掘冲击地压危险评价进行严格区分。实例验证,表明考虑不同采掘扰动影响因素的冲击地压危险ANN评价结果更加符合工程实际。     

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。     

冲击地压煤层回采巷道锚网索支护技术研究

为保证杨村煤矿13采区深部工作面的安全回采,以13190首采工作面为工程背景,对13采区深部冲击危险性进行了评价,得出F16断层是导致该工作面冲击地压灾害的关键因素。根据工作面的地质情况及防冲要求,对13190工作面不同区域的巷道段采取了锚网索+下宽5.4 m的U型钢拱形棚支护、椭圆棚+锚网索支护、工字钢棚梯形棚支护等不同措施,并在巷道掘进期间施行了大直径钻孔强卸压、煤层注水、煤体深孔爆破等冲击地压防治措施,有效地降低了掘进及回采期间冲击地压发生的可能。     

急倾斜特厚煤层复杂结构条件冲击地压防治研究

乌东煤矿南采区水平分段开采急倾斜特厚煤层过程中频繁发生冲击地压显现,地震CT探测表明,上覆遗留煤柱形成的复杂结构是造成应力集中乃至冲击显现的主要原因。为此,针对该区域采用了煤体注水和煤体卸压爆破两种冲击地压防治措施,并采用地震CT探测对防治效果进行了评价。评价结果表明:煤体注水与煤体卸压爆破有效降低了煤体内的应力集中,降低了冲击危险性,保证了工作面的正常安全回采。     

基于微震监测的近直立特厚煤层冲击危险区域划分

为对乌东煤矿南区近直立特厚煤层工作面冲击地压危险区域进行划分，综合利用地应力测试、煤岩物理力学实验等研究方法确定了近直立煤层冲击地压致灾因素。建立了上分层煤层开采期间的不同微震等级与冲击危险区域的内在联系，同时基于上下分层相似原理划分了+450水平B3+6工作面冲击危险区域。结果表明：近直立特厚煤层同一煤层上下分层开采，冲击地压危险区域具有相似性和反复性。研究结果对近直立煤层冲击危险区域划分有一定的指导意义。     

基于震波CT探测的工作面冲击危险性评价及防治

为了提高工作面冲击地压防治效率,鉴于集中静载荷在冲击启动过程中的基础作用,以陕西某矿为工程背景,采用震波CT对工作面开展集中静载荷原位探测和冲击危险性评价,划分冲击危险区域,制定针对性防治方案。结果表明,煤层强冲击倾向性、开采深度大、上方厚硬顶板以及相邻工作面采空区顶板悬而不垮使工作面冲击危险性升高;工作面探测区域内煤层总体处于中等冲击危险等级,并准确划分了冲击危险区域。采用顶板爆破、煤层帮部及底板大直径钻孔卸压技术,切断力源,转移应力,由原来的“防治全巷道”转变为“防治重点危险区域”,提高冲击地压防治效率,得以保障工作面的安全回采。     

坚硬顶板回采巷道冲击地压的卸载滑脱机制

冲击地压严重威胁煤炭安全高效开采,研究冲击地压发生机制具有重要意义.首先对矿井回采巷道冲击地压显现特征进行了归纳和总结,认为坚硬顶板和坚硬煤体是回采巷道发生冲击地压的关键地质特征,水平应力是冲击地压力源,巷帮煤体滑脱是回采巷道冲击的破坏特征.基于弹性地基理论,分析了坚硬顶板条件下回采工作面前方和临空侧顶板向上挠曲、导致...     

深部煤层冲击地压后瓦斯涌出现象浅析及其防治

在具有冲击地压倾向的矿井,深部煤层发生冲击地压后常伴有大量瓦斯涌出现象。在现场,为避免瓦斯灾害经常要进行瓦斯抽放,并尽可能的加大瓦斯抽放量,使煤层中大量瓦斯经解吸、渗流而排出,但与此同时却改变了煤体的力学性质,容易造成冲击地压的频度和强度均明显增加。因此,在具有冲击地压倾向的矿井在进行瓦斯抽放时要控制瓦斯抽放量,使瓦斯抽放后煤体中的瓦斯含量控制在临界值附近,可达到既降低瓦斯危险又避免冲击地压发生的目的。在有冲击地压危险倾向的采区可采取煤层注水措施,改善因瓦斯抽放造成的冲击地压危险,减少冲击地压发生后的瓦斯涌出量。     

钻杆推力法预测冲击地压的实验研究

为准确预测预报矿井冲击地压,采用钻杆推力法来判断煤矿冲击地压危险性。通过建立钻进煤层过程中钻杆的动力学模型,得出钻杆推力与煤体应力的关系,利用自主研制的钻杆推力实验测试系统,在实验室测试了不同煤体应力下推力值的变化规律。实验结果表明:随着钻进深度的增加,推力值呈现先增大然后稳定再逐渐减小的规律;在相同钻机及钻具条件下,在矿井下进行原位钻孔实验,分析实验数据发现,钻杆推力与煤体应力、钻屑量有较好的对应关系,充分证明了利用钻杆推力预测冲击危险性的可行性。研究结果为煤矿冲击地压等动力灾害的预测预报和危险区域的判定提供了一种方法,可作为预测冲击危险性的参考性指标。     

冲击地压煤层爆破卸压效果分析

针对煤体爆破防治巷道冲击地压卸压效果检验的问题,分析了煤层爆破卸压防冲机理与电磁波在地下煤岩体衰减规律,建立了基于爆破产生裂隙区与电磁波衰减良好对应关系的电磁波CT评价冲击危险的方法及模型。采用电磁波CT法对郓城煤矿1301回风巷煤层爆破卸压前后的电磁波衰减特征进行了对比分析,研究表明,煤层爆破卸压显著降低了爆破区域的煤体强度,使得煤体中部的应力向煤体深处转移,从而降低了冲击危险性;同时,爆破对支护区围岩的损伤较小,卸压与支护耦合性较好。基于检验结果确定了合理的爆破参数。     

近距离煤层掘进巷道过终采线冲击地压防治技术

为了防治掘进巷道的冲击地压,首先确定了其主要自然影响因素为煤体的强冲击倾向性、水平地应力和坚硬厚层顶板。根据现场冲击地压发生的位置,采用数值模拟分析了掘进巷道过上层煤工作面终采线区域的应力分布,确定了多次采动应力叠加是冲击地压发生的力源因素。根据现场微震监测结果,认为高位坚硬顶板破坏释放的能量进一步加剧煤体应力集中是冲击地压发生的诱发因素。将后续掘进区域分为强冲击危险区域和一般冲击危险区域,并提出了在强冲击危险区域进行加强支护和大孔径钻孔结合煤体松动爆破的解危措施,在一般冲击危险区域采用煤体预注水的方式进行超前卸压。现场电磁辐射监测结果证实,强冲击危险区域的电磁辐射强度和脉冲均明显高于一般冲击危险区域,同时表明冲击地压解危措施效果明显,保证了后续掘进的安全。     

某矿孤岛工作面冲击地压防治技术

某矿3206不规则孤岛工作面受周围采空区侧向支承压力影响,发生冲击地压的危险性高。采用FLAC3D模拟该工作面回采期间应力分布规律,得到不规则区域是冲击地压防治的重点。采用煤层注水和钻孔爆破对危险区域进行超前卸压,通过钻屑法对卸压效果进行检验,卸压后最大煤粉量均未超过3.0 kg/m,卸压效果明显,实现了防治冲击地压的目的。     

基于临界应力指数法巷道冲击地压危险性评价

冲击危险性评价的目的是确定待采掘区域的冲击地压危险等级及范围,是冲击地压防治工作的基础。建立了"应力-围岩-支护"巷道冲击地压力学模型,发现了巷道冲击地压发生的临界应力、临界阻力区深度与煤体单轴抗压强度、巷道支护强度、巷道几何参数以及冲击能指数4者之间的内在关系。冲击能指数直接影响巷道围岩系统结构失稳的临界应力与临界阻力区的大小,阻力区深度增加导致冲击地压发生的临界载荷增加,实际阻力区深度与应力环境是影响冲击地压发生的重要因素。给出了考虑了煤体的实际应力环境、煤体冲击倾向性、巷道结构属性及实际围岩状态4个因素的临界应力指数计算方法。提出采用临界应力指数评价巷道冲击地压危险性的方法,将相似条件下已经发生过冲击地压区域的临界应力指数,作为待评价区域的冲击地压发生指标K_(fcr),把临界应力指数在[0,K_(fcr)]区间以0.25K_(fcr)为间隔,划分为4个数值区间,由低到高分别对应无冲击危险、弱冲击危险、中等冲击危险和强冲击危险4个危险等级,依据临界应力指数在4个区间的分布情况判定待评价区域的危险等级。以某矿303工作面实际工程为案例,介绍了包含10个步骤的冲击危险性评价流程,评价结果表明:该工作面存在中等冲击危险区域5个,强冲击危险区域7个。钻屑法监测数据表明评价结果与现场实际相符。与综合指数法评价结果相比,临界应力指数法的评价结果更趋于量化。     

断层影响下不规则孤岛煤柱工作面防冲技术研究

以山东某矿孤岛煤柱工作面的地质条件为研究背景,通过对孤岛工作面冲击地压的发生条件进行分析,深入研究了孤岛煤柱在断层切割影响下的应力分布形态。断层的存在加大了工作面回采时的应力集中程度,增加了冲击地压的发生几率。根据理论分析结果,分别采用爆破卸压和大直径钻孔卸压等技术对工作面的不同冲击危险区域进行了综合防治,降低了煤体的应力集中,得到了较好的防治效果,保证了工作面的顺利回采。