坚硬顶板工作面高静载型冲击地压防治研究

为研究坚硬顶板综放工作面冲击地压的主控因素和防治技术,采用微震监测系统和冲击地压应力监测系统通过分源监测分析,研究了工作面冲击地压发生的主控因素,并针对主控因素开展了防冲击地压实践。结果表明:冲击地压主控因素为高静载、强矿震和低支护强度。实体煤侧静载为30.16～84.48 MPa、煤柱静载为27.84～41.04 MPa,易达到发生冲击地压临界载荷;顶板破断前后,常引起高能事件的发生,以动载的形式作用,加剧煤体的应力集中;多因素使得发生冲击显现的巷道变形区域的支护强度比较低。开展了现场控制实践,煤体卸压分阶段多轮动态卸压,对顶板进行深孔预裂爆破,采用锚索梁加强支护,措施实施后大能量矿震发生时,提高了巷道抵抗冲击能力,降低了矿震诱发巷道变形的频次和强度。     

新兴矿薄煤层开采的冲击地压特征分析

新兴矿已进入深部开采,且主采煤层具有煤层薄、硬度大、顶板坚硬、大倾角等特点,因此先后多次出现冲击地压事故。为了有效控制冲击灾害、降低经济损失和减少人员伤亡,对新兴矿各工作面已发生的冲击地压灾害进行统计,对冲击灾害的特征及影响因素进行分析,得到了新兴矿冲击地压是煤岩冲击倾向性强、开采深度大、地应力高、顶板坚硬和倾角大等因素综合作用的结果,为合理和有针对性制定冲击地压灾害治理方法提供了依据。     

坚硬顶板条件掘进期间多因素诱发冲击地压分析

以02回风巷掘进期间发生的冲击地压为例,分析了影响冲击地压的地质因素、开采技术因素,综合类比02工作面开采过程微震监测结果,确定了坚硬顶板条件掘进期间多因素诱发冲击地压的过程。研究表明,煤岩物理力学性质、开采深度、坚硬厚层岩层结构和地质构造使掘进巷道具备冲击地压发生的条件;对冲击地压认识不足,产生了采掘相互扰动、掘进速度过快以及无顶板控制措施、大面积悬顶以及产生的高能量微震事件等多因素叠加作用,从而促使煤体高应力集中,这是掘进巷道冲击地压显现的主要原因。     

我国冲击地压矿井类型及防治方法研究

针对我国煤矿开采深度增加和采掘范围扩大,导致冲击地压灾害强度和频度明显增加的问题,总结分析了冲击地压发生的条件,认为只有同时满足内在条件、结构条件和应力条件时才会发生冲击地压。根据我国煤矿近年来冲击地压发生的条件和特点,将冲击地压矿井分为浅部冲击地压矿井、深部冲击地压矿井、构造冲击地压矿井、坚硬顶板冲击地压矿井和煤柱冲击地压矿井5类。在深入分析不同矿井引发冲击地压力源的基础上,提出浅部冲击地压矿井的主要防冲措施是按顺序开采及控制顶板压力;深部冲击地压矿井的主要防冲措施是开采保护层,按顺序开采以及控制开采强度;构造冲击地压矿井主要采用长钻孔卸压的方法防治掘进期间冲击地压;坚硬顶板冲击地压矿井主要通过控制空顶长度防治冲击地压;煤柱冲击地压矿井主要采取诱发卸压措施防治冲击地压。     

坚硬顶板冲击地压监测和动态解危的实践

坚硬厚层砂岩顶板容易聚积大量的弹性能。在工作面开采过程中,由于其他诱发因素,弹性能瞬间释放,形成强烈震动,导致冲击地压。通过对冲击地压发生机理的研究,摸清了顶板岩层厚度特征参数和坚硬顶板关键层对冲击地压的影响程度,采取钻屑法、电磁辐射监测法、微震法结合常规矿压观测进行预测,实施卸压爆破和高压注水等进行解危防治,实现了坚硬顶板冲击危险区的安全生产。     

基于微震监测的深埋“两硬”综放面覆岩运动规律研究

基于微震监测技术结合关键层理论对深埋"两硬"综放面覆岩运动规律进行了研究,并以此预测了星村煤矿3302工作面发生矿震可能诱发冲击地压的步距。结果表明:顶板平均断裂高度为82.5 m;第3坚硬岩层断裂后形成"砌体梁"是周期来压的主要成因,步距为36.3~38.7 m,平均37.6 m;高位第6坚硬岩层破裂产生的来压步距为50.4~64.8 m,平均57.6 m。在见方期间第3,6坚硬岩层同时破断,此时顶板80 m以上多层坚硬砂岩一起断裂释放大量弹性能更易产生动力冲击现象。在预计的位置发生2次1.5级以上的矿震,证明了对矿震预测的可行性。     

坚硬覆岩条件下矿震诱发冲击地压机制与防治技术

为了保证济三煤矿53下01工作面的安全回采,采用了理论分析的方法建立了坚硬覆岩矿震诱发冲击地压的模型,根据上覆岩层的运动规律及能量传播过程,对矿震诱发冲击地压的机制进行了研究,并确定了强矿震的辐射区域,在强矿震的辐射危险区域采用大直径钻孔和顶板预裂技术进行卸压,并采用钻屑法对冲击地压实时监测,结果表明,卸压后危险区域最大钻屑量均未超过临界值(4.0 kg/m),小于冲击极限煤粉量,有效地预防了冲击地压发生的危险。     

利用矿震诱发冲击地压力学机理预判工作面动力灾害危险区

在复合厚煤层中容易发生矿震诱发冲击地压型的矿山动力灾害,厚层坚硬岩层中水平应力突变是诱发矿震的主要原因,煤层附近垂直应力突变是诱发冲击地压的主要原因,根据矿震诱发冲击地压力学机理对工作面危险区进行划分就尤为重要。     

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...     

鹤岗矿区矿震发生类型、原因及诱冲机制

矿震主要发生在井下,具有突发性、连锁反应的特点,给井下安全生产带来很大危害,也对地面设施构成破坏和威胁。冲击地压是矿震的一种形式,每一次冲击地压的发生都与岩体震动有关。矿震诱发的冲击地压灾害是鹤岗矿区主要灾害之一,统计分析鹤岗矿区权属矿井发生的数十起冲击地压及伴随的矿震,可分为煤体应力型矿震、煤柱失稳型矿震、构造诱发型矿震和厚硬顶板断裂型矿震,不同类型矿震产生的原因及其诱发冲击地压机制各不相同。矿震形成的动载是冲击地压发生的重要力源,动载扰动对煤岩体的致裂、闭锁作用以及与煤岩体自身的静载共同作用诱发煤岩系统发生冲击破坏。