工作面回采与断层活化的相互影响分析

对断层活化进行了数值模拟,并分析了断层活化与工作面回采的相互影响。得出如下规律:当断层面的切向应力达到断层的抗剪强度时,断层便进入非稳定的临界状态,此时轻微扰动便可能导致断层活化,释放巨大能量。开采引起的库伦应力增量Δσm是断层活化的主要原因,断层活化概率增益与Δσm成正比。工作面从断层上盘向断层面推进时,断层面法向应力和切向应力都逐渐增大。工作面从断层上盘向断层面推进时,整体上断层面法向应力下降,切向应力上升,这都导致了断层的活化。工作面回采与断层活化是相互影响的两个方面,工作面开采会引起断层应力场的变化继而导致断层活化,断层的活化反过来又对工作面产生影响。     

深部煤层开采诱发断层活化突水研究

通过对断裂带从原岩初始状态到活化状态的分析,得出受采动影响产生的渗流场和应力场的耦合作用使得高承压含水层上煤层底板断层活化致灾,总结了断层活化突水影响因素;采用UDEC4.0软件内置的稳态流动分析算法建立渗流-应力耦合模型,模拟了刘桥一矿Ⅱ6611工作面断层活化过程,分析得出工作面推进距离断层区35～55 m范围时,断层破碎带和工作面超前支承应力影响形成的破碎裂隙很有可能成为高承压水与工作面回采空间的贯通通道。     

采动下断层岩体响应演化及顶板安全控制研究

为解决大庄煤矿3802综采工作面过大落差断层围岩控制难题,采用理论分析、数值模拟的方法,研究了采动下断层岩体活化响应力学机制,分析不同推进距离下断层两盘岩体的应力及变形演化规律。结果表明：断层结构与煤层开采之间相互作用是断层活化的力学关键,动静载荷在断层积聚形成了断层解锁活化的能量条件。顶板悬顶越长,两盘受力由受压转为受拉,断层岩体裂缝发育贯通并沿断层面张开。提出直接通过时上下盘围岩分区域控制原则和调整回采参数、加强支护和破碎区注浆为主的控制技术,工作面安全通过了断层区,取得了显著经济效益。     

基于切顶卸压技术的动压巷道力学响应破坏机制试验研究

针对动压巷道围岩变形速度快、变形量大、变形方式复杂等现状,采用现场测试及理论计算方法,设计了工作面端头顶板和采空区侧煤柱顶板水压致裂切顶卸压方案,分析了动压巷道悬臂梁超前支承压力及弧形三角板侧向支承压力破坏效应,研究了动压巷道叠加力学响应破坏机制,提出了小保当矿动压强顶弱帮巷道控制对策。结果表明:采取工作面端头顶板切顶卸压可有效控制回采帮变形;采取相邻采空区煤柱顶板切顶卸压可有效控制煤柱帮变形;回采帮及煤柱帮承载力与超前及侧向支承压力有关。结合具体巷道回采帮及煤柱帮变形破坏现状,确定了动压巷道切顶卸压方案;小保当矿二次动压强顶弱帮巷道,应采取切顶卸压-强帮护顶技术,保证工作面安全回采。     

华北型煤田奥灰顶部利用与改造判别准则及底板破坏深度

为了探究杨村煤矿十采区10603工作面回采下组煤16_上煤层是否对贯穿该工作面的10605F5逆断层产生活化从而导致底板突水,建立了考虑水压力情况下的底板断层活化力学模型及含断层开采的流固耦合数值模型,分析了断层是否会活化及工作面回采过程中顶底板、断层的塑性区变化特征,以及采动应力、承压含水层水压力耦合作用下断层带不同位置的孔隙水压力的变化特征。研究表明,在采动应力及底板含水层水压力耦合作用下,底板承压水会沿着断层带向上导升一定的高度,工作面以下大部分断层仍具有较好阻渗性,底板含水层中的水不会沿着断层导入到工作面,工作面的回采不会导致该断层活化。研究结果可为杨村煤矿下组煤含断层开采底板防治水工作提供较好的指导和借鉴作用。

     

急倾斜煤层正台阶开采对下部煤体的卸压保护效果考察

根据急倾斜煤层正台阶回采工作面的煤层和开采参数等对上一台阶回采后对下部煤体的卸压保护及应力分布进行理论分析,然后通过在工作面回采过程中瓦斯压力、突出预测指标等相关参数进行现场测定和考察,得出急倾斜煤层正台阶采煤方法上一台阶回采后对下部煤体产生了卸压保护效果,并确定了其卸压保护的范围。     

综采工作面开采卸压对本煤层顺层抽采影响研究

针对王家岭煤矿现有本煤层顺层钻孔抽采情况,通过现场试验,对回采过程中由于采动影响所形成的卸压带范围及卸压后抽采效果进行了研究,得出距20106工作面前方10 m范围内进入卸压带,钻孔进入卸压区后抽采纯量比进入卸压区前提高了5.81倍,工作面卸压带瓦斯抽放效果明显。在钻孔施工过程中要保证钻孔成孔率,可增设护孔措施,保证工作面回采期间瓦斯抽采正常。     

巨厚砾岩特厚煤层工作面回采扰动影响范围分析

针对巨厚砾岩下特厚煤层工作面冲击地压防治技术难题，以河南义马矿区耿村煤矿13230回采工作面为例。通过数值模拟和现场实测数据分析，探索了工作面超前扰动影响范围。数值模拟得到，工作面超前支承压力影响范围为305 m。微地震监测数据揭示的13230工作面回采超前扰动影响范围平均为275 m。煤层钻孔应力数据揭示的13230工作面回采超前扰动影响范围平均为265.4 m。综合数值模拟结果和现场实测数据的分析结果得出，在13230工作面回采过程中超前工作面300 m范围内实施卸压措施，提高了冲击地压防治效率，保障了工作面的安全回采。     

综采工作面动载矿压防治技术

以石圪台煤矿31煤二盘区工作面回采为背景,针对首采工作面过上覆22煤集中煤柱时发生动载矿压,造成大面积压架事故,提出了利用卸压爆破方法处理上覆集中煤柱的方法,通过理论计算得出了爆破具体参数,并对爆破前、后工作面回采期间矿压进行对比分析,实施卸压爆破后工作面压力明显减小,证明卸压爆破对于有效防治动载矿压具有较好的效果。     

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。