深井特厚煤层综放工作面旋转调采期间微震活动规律研究

新巨龙矿井1303N综放工作面为旋转调采工作面,采用ARAMIS微震监测系统对工作面推采期间的煤岩活动进行监测。通过对监测数据的分析得出了1303N工作面微震事件分布规律,研究表明工作面旋采期间能量释放较强烈,冲击地压危险性增大,旋采期间事件多集中在工作面旋转调采的内侧,工作面微震事件主要以顶板事件为主,顶板破裂高度在100m左右,底板破裂深度在40m左右。     

张双楼煤矿深部特厚煤层掘进防冲技术研究

张双楼煤矿74104带式输送机道掘进工作面采深位于-1 000 m以下,属深部开采。煤层厚11 m,跟顶掘进。该区域为中等冲击地压危险。通过钻屑法检测,煤粉量超过临界值,采用顶板深孔预裂爆破、大直径钻孔卸压、底板预卸压、煤层高低压注水等综合措施卸压。分析发现,三四角门处应力集中,遂采取二次补强卸压。综合措施实施后,检验效果合格。该综合防治措施对深部特厚煤层掘进冲击地压防治提供了借鉴。     

特厚煤层坚硬顶板预裂爆破防冲技术

为解决高位坚硬顶板断裂造成的冲击威胁,采用深孔预裂爆破技术,对工作面前方直接顶进行处理,以促进其垮落,进而为上覆坚硬岩层的弯曲、垮落提供空间。利用微震监测及工作面支架工作阻力监测等手段对预裂爆破效果进行分析,表明爆破预裂作用改变了顶板断裂及垮落的形态,总体上使得能量的释放更加均匀,有利于降低巷道冲击危险性。     

基于防冲特厚煤层分层开采工作面巷道支护研究

华亭煤矿存在冲击地压危险倾向。250103工作面为首分层工作面,该工作面的巷道支护就尤为重要。文章通过在试验点调查,包括围岩强度、围岩结构、地应力及锚固性能测试等,进行地质力学评估和围岩分类,为巷道支护设计提供可靠的参数。巷道支护设计采用数值计算和经验法相结合进行,根据围岩参数和已有实测数据确定出比较合理的设计。     

特厚煤层综放工作面防冲煤柱宽度优化

为研究强冲击倾向性特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度,对华亭煤矿250102工作面频发的冲击地压现象进行分析,发现250102工作面20m区段煤柱内存在着极易诱发冲击地压的应力条件,具有典型的煤柱型冲击地压特征。采用数值模拟和理论计算的方法对2501采区工作面区段煤柱合理宽度进行模拟计算。研究表明：当煤柱宽度为5m时,应力集中系数最低,为1.14,冲击危险程度较低|当煤柱宽度为20m时,应力集中系数达到最高,为3.40,冲击危险程度达到最大|当煤柱宽度为25m以上时,应力曲线由单峰转化为双峰,煤柱由小煤柱的屈服阶段进入到大煤柱的承载阶段,冲击危险程度在不断降低|理论计算得出适合2501采区工作面区段煤柱宽度为5.64m,与数值模拟结果较为吻合。2501采区后续工作面均采用6m宽的区段煤柱,经实践验证,该宽度的区段煤柱对华亭煤矿冲击地压的防治效果较好。     

特厚煤层综放工作面末采期间综合防灭火设计与应用

为了解决大同矿区石炭系特厚煤层综放工作面在末采期间自然发火问题,提出了综合防灭火设计思路,通过采取在采空区设置阻化隔离带、封堵端头减少漏风、采空区低温注氮、施工措施孔、加强监测监控等一系列综合灭火措施后,经现场实践检验,工作面在末采期间各项气体指标正常,保证了工作面的安全停采与回撤,是一种可靠的防灭火方案。     

特厚煤层上覆煤岩柱下措施巷防冲技术研究

基于海石湾煤矿6224-1工作面地质和开采技术条件,从动静载方面分析了工作面上覆遗留煤岩柱对工作面回采的影响,得出上覆岩柱形成T型空间结构导致应力集中;本工作面、上覆岩柱和两侧采空区悬露顶板垮落将产生较高动载,同时区域岩层协同运动也将产生强动载影响.由于特厚煤层邻近分层开采,导致不具备从工作面运输巷向岩柱影响区顶板...     

近直立特厚煤层冲击危险源辨识及控制研究

为研究乌东煤矿南区近直立特厚煤层在特定区域冲击地压频发的原因,以五一煤矿、大梁煤矿的保护煤柱、大洪沟防洪渠保护煤柱、不同水平分层终采线形成的台阶结构等特定区域为工程背景,采用PASAT M便携式微震仪、ARAMIS M/E微震监测系统,开展近直立特厚煤层特定区域冲击地压致灾的动静载荷源辨识,得到了近直立特厚煤层引发冲击地压的静、动载荷源,针对冲击地压致灾的动载荷源,开展了近直立特厚煤层冲击地压分源控制实践。研究结果表明:特定区域是近直立特厚煤层冲击地压致灾的主要静载危险源,易引起煤体局部高应力集中; B₂-B₃煤层间岩柱活动是近直立特厚煤层冲击地压致灾的主要动载源,围岩活动产生的冲击致灾高能事件,70.4%发生在两煤层之间的岩柱中;采用煤体卸压爆破和煤层注水方法进行冲击静载荷源控制,通过多水平联合岩柱控制方法开展冲击动载荷源控制。实践表明:采取的分源控制方法有效降低了煤岩体应力集中和围岩活动强度,有效减少了近直立特厚煤层冲击地压灾害的发生频次。     

急倾斜特厚煤层回采速度诱发冲击地压实践研究

为研究乌东煤矿急倾斜特厚煤层综放面回采速度对冲击地压的影响,采用理论分析和现场监测的方法,分析了不同回采速度微震事件能量释放特征和构造应力区的能量变化特征,建立了综放面回采速度动态调控方法,并在实际回采中得到很好的应用。研究表明:回采速度与微震事件能量具有相关性,回采速度达到6 m/d时微震事件能量突增,发生冲击地压的可能性大幅度提高。理论计算得出构造应力区发生冲击地压临界值为1.29×105J,回采速度从4 m/d增加到6 m/d,应力梯度区和高应力区的能量突增,且速度为6 m/d应力梯度区的能量变化最明显。同时基于日微震事件特征和单位推进度微震事件特征确定的动态调控阈值,为实现急倾斜特厚煤层综放工作面安全开采提供科学依据。     

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。     

煤柱下方强冲击特厚煤层防冲开采设计研究

采用数值模拟和理论分析方法对新疆硫磺沟煤矿煤柱下方工作面防冲开采设计进行了研究,得到以下结论:4-5煤层采空区煤层对下方9-15煤层的平均压力影响角分别为54°和80°,通过计算确定(9-15)08工作面上、下顺槽分别内错26m和6m能避开上方采空区遗留煤柱的影响。工程实践表明,(9-15)08工作面掘进期间未发生冲击显现,且巷道围岩最大变形量小于200mm,说明工作面基于防冲的开采设计较合理。     

近直立特厚煤层水平分层冲击地压治理效果分析

乌东煤矿南区近直立特厚煤层随分层延伸冲击地压越来越频繁,在+500m水平和+475m水平分层开展了大量冲击地压治理工程,为分析上分层治理工程对下分层的影响及分层治理效果,采用微震监测两分层开采过程围岩活动产生的微震事件能量和频次,开展了同煤层同区域不同分层和同煤层不同分层同区域细化统计分析。研究表明,同煤层同区域+475m水平总的能量释放低于+500m水平,且+475m水平各能量等级的能量及频次亦低于+500m水平;同煤层同区域按50m单元细分的+475m水平各区域的微震事件能量和频次均低于+500m水平,且具有区域性特点。对比分析得到乌东煤矿实施冲击地压治理工程是有效的,降低了围岩活动的强度,且上分层的治理工程对下分层有卸压作用。     

特厚煤层首采面冲击地压监测方案研究

针对具有冲击倾向性的特厚煤层首采工作面冲击地压危险,开展冲击地压监测技术研究。具体采用了微震法、应力在线监测法、钻屑法、矿压监测法等综合手段开展监测工作,提出了各监测手段的具体实施参数,对其他相似条件下特厚煤层首采面冲击地压监测工作具有指导意义。     

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。     

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。     

特厚煤层采煤工作面临时封闭防灭火技术研究

兴隆庄煤矿主采煤层为山西组3#煤层,平均厚度8.5m,为Ⅱ类自燃煤层。矿井分层开采时期,共发生自燃隐患20余次,自上世纪90年代开始,逐步推广应用综采放顶煤无煤柱一次采全高技术,提高了资源回收率,实现了高产高效集约化生产,但两端头顶煤放出率低,采空区存在遗煤,自然发火风险较大。随着近年来开采强度的增大,通风系统相对复杂,大面积采空区连成一片,漏风条件充足,大大增加了防治煤层自然发火的技术难度。