倾斜薄煤层切顶巷预裂顶板防治冲击矿压技术研究

针对倾斜薄煤层坚硬顶板型冲击矿压灾害的预防及控制问题,提出了切顶巷预裂顶板防治冲击矿压技术。采用理论分析、相似模拟、微震监测等研究方法,分析研究了切顶巷预裂顶板防治冲击矿压机理、切顶巷控制顶板破断减弱煤层应力集中的效果,并对切顶巷布置参数进行了优化。研究结果表明：切顶巷在坚硬顶板中形成了预裂弱化区域,工作面回采过程中,坚硬顶板因预裂弱化而破断步距减小,切顶巷控制了坚硬顶板的来压步距;同时减小了煤体应力集中,单个切顶巷区域,应力最大降幅可达29.4%,两个切顶巷协同作用时,应力最大降幅可达49.7%;同时在切顶巷预裂弱化作用下,矿震向工作面中下部转移,减弱了动载与工作面上部静载的叠加效应,有效降低了冲击危险。切顶巷间距应小于基本顶周期来压步距,按容许的来压步距在需要顶板预裂的区域进行成对布置,但其间距不宜小于10 m。     

特厚煤层综放工作面坚硬顶板弱化技术实践

针对特厚煤层坚硬顶板矿压显现剧烈问题,以斜沟煤矿23107工作面、23111工作面坚硬顶板条件为背景,提出采用深孔爆破预裂切顶技术弱化顶板,对爆破参数进行了设计,并在23111工作面现场进行了实践,根据现场情况,切顶后,工作面初次垮落步距明显降低,来压强度减弱,工作面卸压效果显著。     

神农煤业坚硬顶板切眼预裂爆破弱化技术应用

为避免采空区坚硬顶板大面积悬顶造成的安全事故,以神农煤业15101工作面顶板赋存K2石灰岩为工程背景,提出采用预裂爆破方法提前破坏坚硬顶板结构,避免采空区形成大面积悬顶现象。基于此,设计了工作面液压支架布置方案、预裂爆破弱化顶板方案。矿压观测结果显示,采用该技术后,初次来压步距减小了56.6%,初次来压强度降低了7.6%,表明了坚硬顶板切眼预裂爆破弱化技术的优越性和合理性。     

厚煤层坚硬顶板工作面初采卸压技术研究

木瓜矿S10-201工作面初采时存在坚硬直接顶灰岩长时间、长距离的悬顶问题。以现场地质资料为依据,构建坚硬顶板工作面初采阶段坚硬顶板卸压前后力学模型,发现顶板定向预裂切缝爆破技术非常有利于坚硬灰岩的初采垮落,给出S10-201工作面初采卸压的设计参数。现场试验表明:顶板定向预裂切缝爆破技术不仅能有效缩短工作面初次来压步距,降低来压强度,而且可以打破坚硬顶板在垮落时出现的整体性、瞬时性问题;随着工作面的推进,S10-201工作面直接顶坚硬灰岩及时垮落并充满采空区,提前对顶板提供有效的支撑作用,降低了坚硬顶板工作面在初采阶段大面积冒顶事故的发生次数,保障了工作面安全高效的生产。     

坚硬顶板弱化技术对工作面矿压显现规律的影响研究

针对坚硬顶板综采工作面来压步距大、矿压显现强烈、管理难度大等问题,以卡洼掌煤矿坚硬顶板条件为工程背景,在理论计算顶板垮落步距的基础上,提出切眼切顶爆破和两巷超前预裂爆破的顶板弱化技术,并对现场矿压数据进行监测,分析顶板弱化效果,研究结果表明:坚硬顶板整体性强、力学性能好,初次及周期来压步距均较大,经过对坚硬顶板采取爆破强制放顶技术,减小了工作面的来压强度,保证了工作面的安全高效生产。     

深孔预裂爆破在综采面坚硬顶板控制中的应用

针对坚硬顶板工作面由于回采初期顶板垮落步距大而易引发矿井灾害的问题,选取了马兰煤矿18506工作面作为研究对象,提出了采用深孔预裂爆破弱化顶板的方法。依据相关爆破理论和力学理论,结合18506工作面的实际条件,通过分析深孔预裂爆破弱化顶板的机理,确定了深孔预裂爆破参数,并实施了现场试验。结果显示,初次来压期间矿压显现不剧烈,直接顶初次垮落步距缩短10 m,基本顶的初次来压步距缩短了14.2 m。试验表明,深孔预裂爆破对顶板的弱化作用明显,可降低相关灾害的发生。     

深孔预裂爆破提高综放初采顶煤回采率的研究

针对某矿3407工作面坚硬顶板难以垮落的现象,通过对其顶底板物理力学性质的分析,确定深孔预裂爆破参数,使用ANSYS/LS-DYNA2D软件模拟爆破过程,以及使用UDEC软件模拟切顶后顶板垮落破坏情况。研究结果表明:采用深孔预裂爆破的方法弱化坚硬顶板,初次来压步距缩短了9.6m,顶煤采出率提高了14.38个百分点,实现了综放初采的安全高效开采。     

10-205工作面开采矿压规律分析与强制放顶技术应用

为避免坚硬顶板大面积悬顶诱发动力灾害,以锦程矿10-205工作面赋存K2石灰岩坚硬顶板为工程背景,分析了工作面开采矿压显现规律,工作面初次来压步距约45 m。分析认为工作面顶板岩层需进行弱化处理,设计采用深孔松动爆破的方式对10-205工作面坚硬顶板进行强制放顶,工作面初次来压步距显著减小。     

深孔预裂对特厚煤层顶煤顶板垮落规律影响分析

斜沟矿23107工作面坚硬顶板采用了切顶卸压技术,通过现场实测和数值模拟等手段,探索不同参数对工作面垮落规律的影响,得到斜沟矿初次来压步距为50 m左右,周期来压步距为14 m左右,深孔预裂深度为15 m;方向为垂直向顶板打设时,工作面上部及端头顶煤及顶板垮落更充分,充分揭示了深孔预裂深度及方向对顶煤顶板垮落的影响规律,对工作面深孔预裂参数设计提供重要的指导作用。     

新集二矿211113综采面坚硬顶板深孔预裂爆破技术与实践

为解决新集二矿211113综采面顶板坚硬、不易垮落的问题,采用UDEC数值模拟解释了深孔预裂爆破技术处理坚硬顶板减轻工作面矿压显现的原因。根据工作面生产地质条件,制定了深孔预裂爆破方案,并确定了合理的爆破循环步距、放顶高度、炮孔角度、炮孔深度及炮眼间排距;对预裂爆破后的工作面进行了现场测量,测量结果分析表明,该设计有效地减少了来压步距,顶板压力现象不强烈,保证了工作面安全生产。     

大采高坚硬顶板双向聚能爆破弱化试验研究

本文为解决木瓜煤矿南区首采面10-202工作面顶板难以垮落的问题，利用FLAC3D软件建立坚硬顶板爆破三维数值计算模型，分析爆破切顶对悬顶的影响及断裂机理，在此基础上采用双向聚能爆破技术控制顶板。实践表明双向聚能在大采高坚硬顶板条件下，可以定向预裂使初次来压步距缩短到35 m左右，保证了安全生产。     

综放工作面采前顶板弱化技术研究

常村矿3#煤层基本顶致密坚硬,回采初期不易垮落,针对S6-2工作面采用开切眼深孔预裂爆破、预先破坏开切眼顶板的完整性、缩小顶板初次垮落步距的方法,对综放工作面进行采前顶板弱化处理。实践表明,该方法不但解决了大面积顶板来压隐患,也可以提前回收顶煤,实现综放工作面安全高效开采。     

深孔预裂爆破在坚硬顶板工作面中的应用

基于某矿8935试验综放工作面的坚硬顶板条件,对比分析实施顶板预裂爆破后顶板变化情况及来压特征的变化情况。经分析可知:8935工作面直接顶的初次垮落步距平均22.0 m,基本顶的初次来压步距为46.5 m,基本顶初次来压期间的矿压显现非常明显;实施了深孔预裂爆破措施后,直接顶初次垮落步距减小至13.2 m,基本顶初次来压步距降低为34.5 m,基本顶的矿压显现非常不明显,初次来压期间煤壁平整,顶煤碎裂掉落,也没有出现移架困难与支架不接顶等问题。     

大采高工作面矿压显现规律及顶板控制技术研究

针对厚煤层坚硬顶板不易垮落,随工作面的推进空区顶板形成大规模悬顶,造成工作面矿压显现强烈的问题,以三道沟煤矿85201工作面开采为研究对象,运用实验室试验、数值计算、现场观测等方法开展相关研究。研究表明,随工作面推进,直接顶上方表覆岩破坏区持续发展;超前支承压力最大值为14.5MPa,出现在距离切眼约6m处,最大影响范围约250m,明显影响范围为65m;工作面初次来压步距约为75m,来压周期约为22.5m,来压后压力下降最高达到27.94MPa,矿压显现在切眼两帮更加显著;实施坚硬顶板预裂爆破技术,可实现坚硬顶板围岩的有效控制。     

坚硬顶板综放面深孔预裂弱化顶板处理技术

为了解决致密坚硬顶板初次断裂步距大而容易引起冲击矿压、瓦斯积聚以及放顶煤初采期间顶煤放出率低等难题,针对余吾煤业3~#煤层赋存环境和开采条件,通过选用基本顶固支岩梁力学模型,对该矿N1202综放工作面基本顶初次垮落步距进行了理论分析和计算,提出对N1202工作面进行初采前顶板深孔预裂爆破切顶,缩短综放工作面基本顶初次来压的垮落步距。工业试验结果表明,经过弱化处理后基本顶初次来压步距缩短至24.3m,有效减小了采空区顶板悬露面积,杜绝了坚硬顶板大面积来压隐患,保证了综放工作面绿色安全开采。     

某煤矿61202工作面爆破切顶卸压效果分析

深孔预裂爆破技术对处理顶板问题具有重要作用。针对某煤矿61202工作面初次垮落步距大、地压显现和支护难度大等问题,通过采用预裂爆破切顶技术分别在切眼和运输顺槽对工作面顶板进行切缝处理。从预裂切缝效果和矿压显现2个方面对工作面爆破切顶技术的效果进行分析。结果表明:顶板爆破切顶卸压充分破坏了 61202工作面顶板的完整性,极大地缩小了工作面初采初放期间顶板悬露面积,降低了工作面初次来压的剧烈影响,保证了生产安全。     

韩家洼矿综放工作面坚硬顶板深孔预裂爆破控制放顶技术研究

文章针对韩家洼煤矿22号煤层综放工作面坚硬顶板条件下顶板初次垮落步距大的实际情况,将深孔预裂爆破技术首次应用于22205工作面。现场钻孔窥视检验结果显示,孔内完整的围岩在爆破后出现了显著的竖向张拉裂隙,甚至还有裂隙贯通的情况,利用矿压观测结果显示,采用深孔预裂爆破后,22205工作面初次来压步距为55 m,而临近未采取深孔预裂爆破时的初次来压步距约为70 m,顶板初次来压步距提前了约15 m。本次研究成果可为综放工作面坚硬顶板弱化处理提供技术实践参考。     

坚硬顶板深孔预裂爆破弱化技术应用

针对坚硬顶板来压步距长,工作面悬顶面积大,易引发冲击地压,对1101工作面安全生产产生威胁问题,选用端部拉槽方法来弱化基本顶,分别在工作面切眼和两巷内布置预裂钻孔。通过工业性试验,工作面在回采期间液压支架工作阻力明显降低,周期来压步距为10~22m,采空区顶板充分冒落,保证了回采的安全。     

坚硬顶板深孔预裂爆破参数优化数值模拟研究

深孔预裂爆破是弱化坚硬顶板的一种有效方式,预裂爆破参数的选择对顶板弱化效果有很大影响。以山西某矿22205厚煤层坚硬顶板综放工作面的具体工程地质条件为背景,采用基于Hoek-Brown强度准则的岩体深孔预裂爆破影响区等效连续力学参数估算方法,运用FLAC3D软件建立了坚硬顶板深孔预裂爆破的三维数值计算模型,研究了不同的爆破孔距开切眼距离、爆破孔深度等关键参数对坚硬顶板初次来压的影响规律。在此基础上,合理设计优化了22205综放工作面坚硬顶板的深孔预裂爆破方案与参数,并进行了现场工程实践。现场矿压监测结果表明,采用深孔预裂爆破技术后,坚硬顶板的初次来压步距减小了约20m,显著改善了坚硬顶板来压期间的安全状况,保障了工作面的正常安全生产。     

工作面初采预裂爆破强制放顶技术研究

针对西山煤电集团杜儿坪矿8 #煤层68216工作面顶板坚硬、不易垮落的问题,运用理论分析、现场实测方法,计算出基本顶初次来压理论步距较大为34.96 m,需要采取爆破措施减小基本顶来压步距.同时运用LS-DYNA3D数值模拟软件模拟了坚硬顶板工作面初采强制放顶爆破过程,揭示出爆破放顶机理,得出了在爆炸应力波作用下的岩石应力场分布与破坏范围,比较了不同起爆方式对顶板岩层破坏作用的差异,并以此为依据提出具体爆破实施方案.经现场矿压实测发现,爆破后基本顶初次来压步距变小为17.4 m,项板冒放性得到较好改善,表明初采预裂爆破强制放顶取得了预期效果.