孤岛工作面防冲安全开采论证方法研究与应用

为便于执行《煤矿安全规程》和《防治煤矿冲击地压细则》中关于开采冲击地压煤层孤岛煤柱应进行防冲安全论证的规定,提出一种孤岛工作面防冲安全开采论证方法,并进行工程应用。结果表明:孤岛工作面防冲安全开采论证包括冲击地压矿井属性论证,孤岛工作面冲击类型论证,孤岛工作面冲击危险等级评价,矿井防冲能力论证;依据煤层冲击倾向性鉴定结果和煤层冲击危险性评价结果论证煤层冲击地压属性,进而得到冲击地压矿井属性;对于冲击地压矿井,根据孤岛工作面支承压力分布论证冲击地压类型;在开展冲击危险因素排查和冲击危险性评价的基础上,计算防冲工程量;依据矿井防冲机构与人员配备情况、监测系统覆盖能力、卸压机具配备情况,论证矿井防冲能力;最后,综合冲击地压类型、冲击危险等级及防冲能力与防冲工程量之间的关系,得到能否保障安全开采的结论。     

冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采

冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采是一项重大的产业技术难题,系统分析了我国冲击地压矿井分布特征、开采现状及冲击地压发展趋势,深入剖析了冲击地压矿井面临的主要开采难题。从区域地应力监测反演、矿井开拓布局优化、煤柱尺寸优化、井上下联合卸压、置换充填开采、高层位离层注浆等方面,全面阐述了冲击地压矿井全生命周期防控技术发展现状。针对巷道冲击地压防治难题,研发了冲击地压巷道全巷协同智能自适应抗冲击支护技术与装备,利用吸能防冲液压支架实现了正常状态对巷道围岩进行强支护、冲击过程迅速让位吸能的效果,结合支架智能运移装置、支架监测预警系统及全巷协同自适应抗冲击支护智能设计方法,构建了冲击地压巷道智能化吸能支护防控体系。分析了采煤工作面智能开采系统防冲原理,提出通过对围岩采动应力、覆岩断裂结构等进行监测分析,基于三维地质模型、大数据算法等对冲击地压发生位置、概率进行预测预警,并通过智能开采系统对液压支架的支护姿态与支护力、采煤机割煤速度等进行智能联动控制,实现采煤工作面智能开采与冲击地压智能防治。从采场应力与覆岩结构智能监测、冲击地压灾害数据库构建、冲击地压灾害分类预测预警等方面,分析了冲击地压智能防...     

崔木煤矿冲击地压高效防控技术体系

为解决崔木煤矿面临的冲击地压灾害难题，围绕冲击地压机理、监测技术、区域和局部精准防控技术等开展系统研究，建立了冲击地压高效防控技术体系。研究表明：明确多因素叠加影响下冲击地压类型及其诱发机理，为灾害探测预警与防治奠定了基础；冲击风险源精准判识预警技术，提高了冲击危险预测预警准确性；战略性开拓开采优化设计以及工作面采前风险科学评估和防冲方案设计，从源头上降低了冲击地压发生风险；采中动态监测预警和防控技术，实现动态预警、卸压解危、效果检验、动态调控开采速度以及提升矿井防冲匹配能力等，减少了监测与治理的盲目性，保证了21309、22311、22306等工作面的安全开采。研究可为国内外矿井的冲击地压治理提供重要参考。     

孤岛煤柱综放工作面开采专项防冲措施探讨

在无冲击地压煤层中的三面或者四面被采空区所包围的区域开采和回收煤柱时,必须制定专项防冲措施。宝积山煤矿708综放工作面属孤岛煤柱开采,采煤方法为走向长壁综采放顶煤开采。开采期间,制定了严谨的防冲击地压安全技术措施,为工作面安全顺利开采提供了可靠保障,同时也对相似条件矿井工作面开采提供借鉴。     

复杂开采条件下高冲击危险区巷道支护技术研究

为解决深部复杂开采条件下面临的巷道冲击地压问题,通过采场覆岩结构理论研究,得到了工作面支承压力分布特征,采用数值模拟分析了工作面围岩应力分布规律,并根据冲击地压发生机理,预测出了巷道冲击地压发生危险区。在高冲击危险区采取了大直径钻孔卸压和深孔卸压爆破两种防治措施,同时,又采用了以防冲让压锚杆为核心的防冲让压巷道支护技术。工业性试验效果表明:防冲让压支护技术有效解决了复杂开采条件下巷道冲击地压问题,保证了矿井安全高效生产。     

大采深强冲击“刀把形”孤岛采煤面冲击地压防治技术

介绍了山东能源肥城矿业集团梁宝寺煤矿3201下孤岛工作面冲击地压防治技术。3201下孤岛工作面开采深度大于700m,煤层具有强冲击倾向,为孤岛、厚煤层、不规则、构造复杂工作面,基于防冲安全需处理"刀把区"煤柱的合理留设,工作面严重受冲击地压威胁,冲击地压防治难度较大。工作面开采过程中,通过精心研究特定开采条件,进行了防冲设计、监测、卸压、解危、检验等针对性技术研究与实践,进行全过程监测、卸压、解危开采,对"刀把区"煤柱采取了安全论证与合理留设,为其它相似条件下受冲击地压严重威胁孤岛工作面安全开采提供了参考与借鉴。     

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。     

大采深强冲击“刀把”孤岛面冲击地压防治技术实践

梁宝寺煤矿3201下孤岛工作面开采深度大于700m,煤层具有强冲击倾向,为孤岛、厚煤层、不规则、构造复杂工作面,基于防冲安全需处理"刀把区"煤柱的合理留设,工作面严重受冲击地压威胁,冲击地压防治难度较大。工作面开采过程中,通过精心研究特定开采条件,进行了防冲设计、监测、卸压、解危、检验等针对性技术研究与实践,进行全过程监测、卸压、解危开采,对"刀把区"煤柱采取了安全论证与合理留设,为其它相似条件下受冲击地压严重威胁孤岛工作面安全开采提供了参考与借鉴。     

黄陇侏罗纪煤田冲击地压地质特征与防治

陕西省现有12对冲击地压矿井主要集中在黄陇侏罗纪煤田深部开采区,介绍了黄陇侏罗纪煤田冲击地压矿井地质开采条件与显现特征,结合黄陇侏罗纪煤田彬长矿区、永陇矿区各矿井煤岩层冲击倾向性鉴定、矿井、采区、采掘工作面冲击危险性评价以及防治冲击地压方案研究成果,总结分析了黄陇侏罗纪煤田冲击地压地质特征,彬长矿区、永陇矿区冲击地压发生主导因素为褶曲构造与厚硬顶板岩层。开展了建设矿井低应力优化布置,生产矿井及建设矿井的采掘工作面动静载荷源分源调控技术推广,并提出了下一步防冲建议,为黄陇侏罗纪煤田深部开发提供实践指导。     

综合防冲技术在孟巴矿的应用

针对孟巴矿Ⅵ煤二分层1210首采综放工作面安全开采的问题,通过分析研究工作面冲击地压方面存在的安全隐患及开采期间出现的一系列问题,采用综合防冲技术,给出了相应的处理措施。这些措施对同等开采条件下的其他矿井具有借鉴意义。     

冲击矿压的强度弱化减冲理论及其应用

提出冲击矿压的强度弱化减冲理论，即采取松散煤岩体，降低强度和冲击倾向性，使得应力高峰区向岩体深部转移，并降低应力集中程度，使发生冲击矿压的强度降低，使得煤岩体中所积聚的弹性应变能达不到最小冲击能，从而防治冲击矿压的发生.强度弱化减冲理论在三河尖矿的生产实践中得到了有效的验证.     

冲击地压的混沌学模型及预测预报

根据混沌学理论,研究了冲击地压启动的混沌特性,提出了在一定的时间尺度内预测预报冲击地压发生的方法。应用动力反演方法,建立了冲击地压的动力学方程组,并以此模型进行冲击地压的预测预报。实例表明,该方法是可行的。     

深部矿山巷道岩爆倾向性预测及防治技术研究

在深部矿山开采过程中,由于高地应力及复杂地质条件,岩爆时有发生。利用多种岩爆判别标准,并结合层次分析-模糊综合评判深部岩体的岩爆倾向性,结合矿山实际情况,提出岩爆防治措施,并根据岩爆支护设计原则,设计了两种可行支护方案,分析应力集中部位、大小等参数以及破坏特征,与矿山原方案作对比,进行支护优化。结果可为矿山开采岩爆防治提供参考。     

新汶矿区冲击地压致因及防治

该文通过新汶矿区地质构造形态研究,剖析了其对冲击地压产生的响因素,同时列举了一系列冲击地压的预测预报与治理方法,说明只有在充分研究矿区的冲击地压致因,采取有效地防治措施,才能有效地确保冲击地压灾害得到防控。     

Roadway dynamic response analysis under mining rockburst condition

In order to determine how a roadway withstands a momentum wave and determine the extent of damage to rock surrounding the roadway under different force wave peak impacts, the roadway dynamic response state was analysed using numerical simulation method. The roadway’s critical peak force wave and fracture region under dynamic wave action were put forward. It is concluded that the method has practical value to roadway support and rockburst prevention. Supported by the National Key Technology R&D Program in 11th Five Years Plan of China (2006BAK03B06)     

应用卸压钻孔防治冲击地压灾害的探讨

该文结合大同忻州窑矿对卸压钻孔在空间的最优位置选择、孔径选择及钻空间的组合等进行了探讨,为进行综合防控冲击地压提供了技术依据,可供具有冲击地压危害的矿井参考。     

冲击地压机理研究综述

对国内外学者提出的各种冲击地压发生机理进行了详细回顾和评述,重点讨论了冲击地压的强度理论、能量理论、刚度理论、失稳理论,及其他一些基于非线性理论在冲击地压机理研究方面的工作。在此基础上,提出了冲击地压理论研究的重点和方向。     

冲击地压个体防护装备设计与开发

针对现有防冲服对不同体型人员适应性差的突出问题,通过设计、实验和模具制造,开发了一种适用于不同体型的可调节式防冲服,实现冲击危险区工作人员的个体防护,可以极大地降低冲击地压发生时造成的人身伤害,降低冲击地压事件（事故）造成人员死亡的概率。     

采动影响下断层滑移诱发煤岩冲击机理

根据断层滑移失稳与煤岩冲击矿压的关系,建立了断层滑移诱发煤岩冲击的黏滑-黏弹脆性体突变模型。以山东济三煤矿6303工作面地质资料为背景,采用FLAC5.02D数值模拟软件模拟了煤层开采过程中断层对顶板运动的影响。研究结果表明：断层滑移诱发煤岩冲击分为两种力学机制,一是在断层活动条件下“断层滑移失稳动态诱发冲击矿压机理”;二是在断层相对稳定条件下“断层滑移稳态诱发冲击矿压机理”。断层滑移失稳动态诱发冲击矿压与断层滑移稳态诱发冲击矿压相比,更容易发生冲击矿压,且释放能量更多。断层滑移速度与工作面推进速度、工作面距断层距离、断层面力学性质、断层正压力和开采深度有关。工作面无论是由断层下盘还是由断层上盘向断层推进,工作面距断层越近,断层滑移量、滑移速度越大。工作面由断层下盘向断层推进时断层滑移量、滑移速度远大于工作面由上盘向断层推进时的,发生断层冲击矿压的危险性就越高。     

京西煤田冲击地压的地质动力环境

为了确定京西煤田冲击地压灾害发生的地质动力环境,分析了京西煤田的地质构造、新构造运动、地应力场、地壳应变能,计算了京西煤田各矿井构造反差强度,定量评估了京西煤田的地质动力环境,讨论了京西煤田冲击地压的形成机制。研究表明,京西煤田属于现代地壳隆升区,新构造运动强烈;煤田最大主应力明显高于全国平均水平,且最大主应力与最小主应力的差别显著;京西煤田处于地壳高应变密度能区域,地壳积累了高的弹性应变能;京西构造凹地反差强度大于0.5,该区域具有发生冲击地压的地质动力环境,各矿井具有发生冲击地压的地质动力条件。京西煤田地质动力环境下的冲击地压是煤岩体在高构造应力条件下以块体整体突然破坏而快速释放能量的过程。