水力压裂法在地应力测量中的应用

随着地应力测量研究的不断发展,水力压裂法成为如今使用最为广泛的方法之一。通过对地应力测量和水力压裂基本测量原理进行概述,介绍了水力压裂法最为显著的五大特点,总结分析了水力压裂技术的研究现状,为学者们研究水力压裂法提供依据。     

数字定向器在地应力测量中的应用

在水压致裂法地应力测量中,数字定向器取代传统定向器,可明显提高地应力方向测量精度,简化测试仪器。文章介绍了数字定向器的组成、测试原理以及现场应用等内容。     

微重力测量在预测矿井岩石突出危险中的应用

对岩石膨胀激发重力异常以及利用激发重力异常预测矿井岩石突出危险的原理进行了理论分析和评述，并给出了具体的应用实例。研究表明：利用矿井微重力测量技术预测岩石突出危险，具有方法简便、成本低的特点，是一种有效的预测手段，具有广泛的应用前景。     

空心包体地应力测量技术研究与应用

为改善煤矿井下空心包体地应力测量,基于测量系统的研究改进了三轴应变计、安装杆及钻头在井下测量的适用性,提高了测量的准确性和稳定性。在徐庄煤矿-750水平东翼轨道大巷与Ⅱ-Ⅰ采区通风下口进行了地应力现场实测,并获得成功。测量结果表明:徐庄煤矿二水平东翼区域以水平构造应力为主,东西布置的轨道大巷承受近垂直的剪应力作用。     

岩石声发射技术及在地应力测量中的应用探讨

详细探讨了岩石破坏过程中声发射的机制 ,以及声发射在地应力测试中所面临的问题和取得的主要进展。     

煤与瓦斯(CO2)突出急倾斜煤层灾害综合治理模式研究

针对窑街煤电集团三矿急倾斜特厚煤层和煤与瓦斯(CO₂)突出的特征,阐述了该矿经过多年探索、实践、调整、总结形成的特有的煤与瓦斯(CO₂)治理模式——“三矿模式”:区域治理采用“底板岩石大巷抽采+上区段保护层泄压开采+顶板爆破卸压+穿层钻孔抽采+井下定向钻孔抽采+地面‘L’型压裂抽采区域瓦斯与CO₂治理技术”;局部治理采用“顺层钻孔抽采+石门揭煤抽采技术”的综合治理模式,有效解除了工作面煤与瓦斯(CO₂)突出危险,取得较好的技术经济效益,此模式可为类似条件下煤层开采提供一定参考。     

空芯包体地应力测量技术在红庙煤矿中的应用

根据工程地质条件,岩体应力状态和地应力特征,合理有效地采用技术措施预防矿井动力现象,合理确定采矿采场布置及回采顺序。本文采用空芯包体方法地应力测量表明红庙煤矿水平构造应力十分明显,测量结果为矿井采场合理布局、巷道布置选择和锚杆支护设计提供基础数据。     

地应力对瓦斯压力及突出灾害的控制作用研究

为考察地应力对瓦斯压力与突出灾害的控制作用,通过理论分析和现场实例验证相结合的方法,分析了地应力的演化特征及构造应力对煤体结构、瓦斯压力和突出灾害的控制作用规律。研究结果表明：构造应力的演化对煤层瓦斯赋存及运移起主导控制作用,含煤地层在高构造应力作用下其煤层瓦斯压力梯度可能远超过静水压力梯度,形成高的瓦斯压力;在强烈构造运动作用下形成的构造煤具有煤体强度低、瓦斯吸附和放散能力强等特点。由于地应力对煤体结构和瓦斯压力均起到控制作用,可以认为地应力在突出灾害中起主导控制作用,是煤体破坏的主要动力,也是高压瓦斯存在的前提。最后文中以祁南煤矿72煤层的瓦斯突出灾害特征验证了构造应力对突出灾害的主导控制作用。     

构造突出煤层地应力与瓦斯压力梯度关系模拟研究

构造突出煤层中瓦斯压力梯度变化规律与水平地应力分布规律是影响煤与瓦斯突出的主要因素,建立了煤层瓦斯压力梯度与水平地应力定量计算模型;以坦家冲矿236-80北石门附近区域构造突出煤层为研究对象,由FLAC模拟可知,水平地应力趋近于0的区域煤体破坏最为严重;由计算可知,当水平地应力约为3 MPa时,构造突出煤层中瓦斯压力梯度会出现突变;当水平地应力大于3MPa时,沿煤层物理模型走向0~5与42~62 m两个区域瓦斯压力梯度急剧增加。     

拉拉铜矿落凼矿区深部地应力场特征及岩爆预测分析

拉拉铜矿位于川滇应力区中部,浅部资源接近开采结束,逐步由露天开采全面转为地下开采,由于其深部开采地质条件复杂,落凼深部矿区将面对开采过程中的地应力问题。以拉拉铜矿落凼矿区深部地应力场特征为研究对象,开展了10个钻孔的应力解除法地应力测试、22组围岩室内物理力学测试,结合国标法、Barton法及陶振宇法3种应力判据完成了深部开采区域的岩爆预测分析。结果表明：地应力值浅部离散分布,深部线性增长;最大主应力方向整体离散;岩爆程度随深度逐渐增大,浅部离散分布,深部逐渐集中,东区1780m标高可能出现强烈岩爆的现象;结合矿区断层及测试点分布特征,指出矿区断层及地层对地应力测试结果的影响,为该类金属矿山深部灾害预防及安全开采提供有益的参考。     

高海拔矿区地应力测量与岩爆倾向性评价

采用套孔应力解除法和空心包体三轴应变计,完成甲玛矿区井下4个水平的地应力测量,获得8组三维地应力状态数据,揭示了矿区地应力场的分布规律,建立了矿区地应力场模型。根据地应力实测数据,采用多角度、多重判据对围岩岩爆倾向性进行评价。结果表明：甲玛矿区地应力以水平构造应力为主导,属构造应力场型矿区,地应力量级属中等,井下围岩岩爆倾向性为弱~中等。研究成果对指导矿山井巷工程设计、采场布置、支护参数优化及地压灾害防控等具有重要参考价值。     

断层活化的地应力判别准则及诱发冲击地压的典型微震特征

采用Anderson断层模型,推导得出了煤矿井下断层区域应力累积水平的计算指标μm,该指标只与实测最大和最小主应力有关,μm值越大表明区域应力累积水平越高,当μm值达到断层摩擦极限状态或亚摩擦极限状态的应力累积水平μ0时,将可能引起断层冲击地压的发生。通过对40个矿井、120个测点的地应力数据分析表明,采动作用下诱发断层冲击地压的概率和强度与矿井地应力类型、采深H和μm值存在密切关系:地应力类型为σVσHσh方位,即使H和μm达到很大也不会发生;只有地应力类型为σHσVσh和σHσhσV时才有可能诱发断层冲击地压,且相比σHσVσh,地应力类型为σHσhσV所需的临界值H0和μ0更小。根据龙家堡煤矿地应力测试结果,判定该矿具备断层冲击地压发生危险。根据微震监测数据的分析,提出了断层冲击地压发生的4典型微震特征,即微震事件的高能特征、丛集现象、前震-主震-余震序列和上盘效应。     

原孔位多次应力解除地应力测试方法与实践

针对影响深部煤矿巷道围岩稳定的地应力因素,基于深埋巷道围岩体应力分布的力学特征和地应力钻孔解除法原理,探讨了在同一钻孔内间隔一定距离进行反复多次解除的地应力测试方法,建立了判别原始应力的科学依据,根据基准孔和校验孔的测量结果,可以推算出其他测点原岩应力区与巷道半径之间的关系。工程实践表明：在千米埋深的大屯矿区孔庄煤矿井底车场区域,基准孔在3.7R处进入了原岩应力区,实测垂直原岩应力值为23.3 MPa,并在校验孔和推广孔得到了验证。     

煤矿冲击矿压预测和防治技术浅析

结合镇城底煤矿22605工作面的地质情况和矿压情况,提出了煤炭生产中冲击矿压的预测和防治措施。通过对22605工作面的地质情况和监测数据分析处理并探究了该工作面矿压显现规律,为其设计了一套适合本工作面的冲击矿压监测和防治体系。防治体系有预防和临时解危双重防治措施,从这两方面考虑可以做到全面防治冲击矿压。该体系可以实现矿井的安全生产,保证工作人员的安全。另通过分析冲击矿压发生的基本原理和监测到的数据,建立煤矿冲击矿压防治体系,能够及时有效地将蕴含在煤体中的冲击矿压释放和消除,达到安全生产的目的。     

紫金煤矿软岩条件下原岩地应力测试方法的选择

针对紫金煤矿地质条件复杂、区域构造多、水平应力较大的特点,选择钢弦式应力盒作为测定原岩应力的传感器,对该矿埋深580m的3204工作面进行了地应力测试,给出了地应力分布的大小和方向。结果表明,紫金煤矿三采区2#煤层区域的应力分布特征以水平应力为主,约为垂直主应力的1.3倍;且区域性明显,不同位置的原岩应力方向不同,差别较大。     

煤岩动力灾害电磁辐射监测仪及其应用

基于受载煤岩体的电磁辐射特性及规律,研制了具有电磁信号接收、数据处理、数据存储、通讯和灾害预报等功能的煤岩动力灾害电磁辐射监测仪,开发了基于Windows系统的具有数据通讯、参数设置、数据处理及分析和动态预报等功能的软件．该仪器在预测煤与瓦斯突出时,有突出危险煤层的电磁辐射水平远高于无突出危险煤层;在预测冲击地压时,矿压大的地方,电磁辐射较强,有冲击危险的区域,电磁辐射异常,表现为电磁辐射水平明显增强或变化剧烈．表明电磁辐射法预测煤与瓦斯突出和冲击地压等煤岩动力灾害危险性是可行的,研制的电磁辐射监测仪实现了非接触预测,省时省力,对生产影响较小,稳定性好,准确率较高．     

深部冲击危险矿井多参量预测预报及解危技术研究

针对深部冲击地压发生机理的复杂性及日趋严重性,对几种常用冲击地压预测手段的机理及适用条件进行分析,提出建立冲击地压多参量预测预报理论并成功应用于义马千秋煤矿的冲击地压预报,并对今后深部冲击地压的预测预报及防治提出了几点建议。     

矿井煤岩动力灾害电磁辐射预警技术

利用煤岩破坏力电耦合模型、煤与瓦斯突出和冲击矿压发生的不同特点及现场测试的大量数据,得到了两种灾害的电磁辐射预警临界值系数和动态变化趋势系数的确定方法.研究表明:煤岩动力灾害电磁辐射预警可以采用脉冲数和强度两个指标同静态临界值和动态趋势相结合的方法进行预警,电磁辐射可以将动力灾害危险分为无危险、弱危险和强危险的3级预警方案,对不同的预警级别可以采用对应的防治措施.     

六苴铜矿深部岩体地应力特征分析与研究

六苴铜矿深部开采过程中面临着较大的高应力灾害问题,在综合对比分析目前国内外主要地应力测量方法的基础上,确定采用空心包体应力解除法进行矿区地应力测量。本次地应力测量工作共布置4个测点,对每个测点进行2次应力解除测量,大幅度提高了测试结果精度。测试分析结果得到了岩体最大主应力值、应力方向以及深部岩体的应力分布规律,可为后续深部巷道布置、支护设计优化等工作提供可靠的基础参数。