厚硬顶板宽煤柱临空巷道冲击地压防治技术研究

为研究厚硬顶板宽煤柱临空巷道冲击地压致灾机理,以彬长矿区文家坡矿4104工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,研究分析了两次回采扰动下宽煤柱垂直压力分布状态及覆岩活动规律,得出了该矿工作面集中动、静载荷的演化机制及冲击地压致灾机理。针对4104工作面临空巷道44.5m宽煤柱及顶板以上20m处厚硬砂岩岩层,设计了基于帮部煤体爆破卸压及顶板深孔爆破预裂卸压的动静载荷分源治理补强方案,通过微震监测结果分析,相比措施调整前临空巷道围岩活动性降低了95%,防治效果显著。     

特厚煤层综放工作面临空顺槽巷道变形破坏原因

针对大同煤矿集团公司同忻矿特厚煤层综放工作面开采过程中出现的临空顺槽变形破坏严重、难以维护的现状,对2100顺槽变形破坏原因进行了详尽分析,据此提出了针对性的控制措施。     

特厚煤层综放开采冲击地压防治技术与实践

基于华亭煤矿250102综放工作面冲击地压显现强烈、巷道返修难度大,开展了一系列技术研究和防治实践。分析表明,大采深、煤层具有冲击倾向性、坚硬厚层砂岩顶板、护巷煤柱留宽不合理是导致该工作面发生冲击地压的主要因素,并采用综合指数法判定该综放面冲击危险指数0.89,具有强冲击地压危险性。在早期预测的基础上,采用微震法对冲击危险区域进行监测。对具备冲击危险的区域,综合采用巷帮煤体卸压爆破、顶板深孔爆破、动压注水(8~13 MPa)与静压注水等卸压解危措施,削弱了冲击地压显现强度,有效降低了综放工作面冲击地压的发生。     

特厚煤层综放工作面冲击地压防治实践

以彬长矿区孟村煤矿为背景,针对煤层上覆坚硬难垮顶板瞬间破断诱发冲击灾害的风险,创新应用井上下立体联合卸压技术。通过地面L型水平井分段压裂对高位关键层坚硬顶板实施压裂改性,以及井下顶板定向长钻孔水力压裂及深孔预裂爆破对中、低位关键层坚硬顶板进行等距破断弱化,破坏岩层的整体性并降低破断强度。结合煤层大孔径钻孔卸压,阻断静载荷积聚及动载荷传递通道,从源头上消除(减小)冲击危险,开辟了冲击地压科学防控的新途径。实践表明,实施立体联合卸压方法消除了工作面上覆坚硬顶板岩层难跨悬顶积聚载荷,微震频次显著下降且杜绝了1×10⁴J以上微震事件,为具有坚硬顶板破断诱发冲击地压风险的类似矿井提供了参考。     

巨厚砾岩下特厚煤层巷道掘进冲击地压防治研究

以河南某矿23150工作面为工程背景,采用现场实测、理论分析、数值模拟等方法,研究了巨厚砾岩下特厚煤层巷道掘进异常的机理以及开采局部保护层的防治方法。得出以下结论:采空区上覆岩层处于非充分采动状态,巨厚砾岩尚未破断,自重应力与巨厚砾岩传递应力叠加形成了下平巷的高应力场,高应力是特厚煤层巷道冲击危险的主要原因;合理的局部保护层开采范围是保证巨厚砾岩下特厚煤层巷道处于低应力状态的关键。通过建立局部保护层宽度计算的力学模型,推导了局部保护层开采范围,并通过数值模拟验证了理论计算的正确性。     

综采过背斜构造临空巷道冲击地压防治技术研究

为了解决葫芦素煤矿21103工作面过B4背斜区域临空巷道冲击地压问题,采用微震、应力监测及现场实测研究了21103工作面过B4背斜期间回风巷围岩变形破坏特点,结果表明:21103回风巷冲击危险高是由采空区、构造及超前支承压力等因素影响,背斜构造区域煤岩体内积聚了大量弹性能,揭露背斜轴部时单个微震事件释放的能量更大,冲击危险性较揭露背斜两翼也更大。背斜两翼应力集中程度为正常巷道段的1.23倍,背斜轴部应力集中程度为正常巷道段的1.47倍。对21103回风巷设计采用由上至下分阶段四级高强卸压方法,对于监测具有冲击危险区域,采取大直径钻孔或爆破解危措施,降低了21103回风巷冲击危险程度,确保21103工作面过B4背斜期间安全回采。     

综放大煤柱临空侧巷道密集区冲击地压机制研究

冲击地压矿井临空侧采动巷道大多存在冲击危险,针对综放大煤柱临空侧巷道屡次冲击的工程难题,结合"两带"高度,建立考虑开采沉陷参数的临空侧向覆岩结构模型,理论估算侧向支承压力大小,明确临空巷静载力源及控制矿压的亚关键层;根据采动矿压监测的顶板破断动载特征,利用理论和数值模拟揭示破断动载叠加多因素静载后临空侧巷道应力和能量的激增机制,得出结论:侧向覆岩结构传递的增压载荷导致侧向煤柱区域应力、能量基础值大幅提升,多因素累积叠加后易诱发冲击;坚硬顶板破断动载与多因素静载叠加后,超前距20～40 m内回风巷帮部垂直应力峰值陡升至56～63 MPa,相比纯静载提高约23％,弹性能密度峰值激增至3.0～3.5 MJ/m3,相比纯静载提高约40％,动载对能量的增益作用大于应力;动静载叠加后超前距0～40 m范围内回风巷帮部冲击驱动区发生了卸荷释能,证明帮部煤岩体发生冲击破坏,与实际现场相符.基于冲击机制,提出并论证了针对动静载荷的优化防治措施,为相似工程防冲难题提供借鉴.     

千秋矿特厚煤层冲击地压防治技术研究

特厚煤层综放工作面冲击地压危险监测及控制的技术过程是先分析冲击危险程度，再确定冲击危险指数，后提出早期预报；采用电磁辐射和钻屑法进行及时预报；采用煤层注水、卸压爆破进行处理，并采用电磁辐射和钻屑法检验防治措施的效果。     

综放大煤柱临空侧巷道密集区冲击地压机制研究

冲击地压矿井临空侧采动巷道大多存在冲击危险,针对综放大煤柱临空侧巷道屡次冲击的工程难题,结合"两带"高度,建立考虑开采沉陷参数的临空侧向覆岩结构模型,理论估算侧向支承压力大小,明确临空巷静载力源及控制矿压的亚关键层;根据采动矿压监测的顶板破断动载特征,利用理论和数值模拟揭示破断动载叠加多因素静载后临空侧巷道应力和能量的激增机制,得出结论:侧向覆岩结构传递的增压载荷导致侧向煤柱区域应力、能量基础值大幅提升,多因素累积叠加后易诱发冲击;坚硬顶板破断动载与多因素静载叠加后,超前距20～40 m内回风巷帮部垂直应力峰值陡升至56～63 MPa,相比纯静载提高约23％,弹性能密度峰值激增至3.0～3.5 MJ/m3,相比纯静载提高约40％,动载对能量的增益作用大于应力;动静载叠加后超前距0～40 m范围内回风巷帮部冲击驱动区发生了卸荷释能,证明帮部煤岩体发生冲击破坏,与实际现场相符.基于冲击机制,提出并论证了针对动静载荷的优化防治措施,为相似工程防冲难题提供借鉴.     

褶曲构造带临空巷道围岩应力演化及冲击地压防治技术

针对宝积山矿705工作面临空巷道冲击地压事故,通过现场调研、理论分析、数值模拟和现场试验等方法,对褶曲构造带冲击发生机理及防治技术进行了研究。结果表明：1#煤层具有强冲击倾向性,1#煤顶底板岩层具有弱冲击倾向性;随着煤层倾角减小,处于采空区下侧的支承压力增大,处于采空区上侧的支承压力减小,临空巷道实体煤侧在倾角30°时出现“L”形应力集中区;煤层倾角从45°向0°变化时,应力集中程度越来越高;相比于相邻703工作面,705工作面煤层倾角减小,煤层中集中程度更高;褶曲构造带附近应力集中情况增加是引起冲击的内因。提出了大直径钻孔联合高压注水卸压和加强支护协同控制技术,并进行现场应用,电磁辐射监测结果表明卸压及控制效果明显。     

特厚煤层综放工作面临空开采巷道围岩控制技术

 8104工作面为塔山矿第一个临空开采工作面,为解决相邻工作面开采期间,5104临空巷道支护困难的问题,分析了综放末采期间的支承压力分布范围及临空巷道超前压力分布及塑性区分布区域,提出了临空巷道停采线附近围岩控制支护设计方法,为工作面顺利停采提供了科学的依据,为矿井安全高产创造了有利条件。     

急倾斜特厚煤层冲击地压防治技术实践研究

以乌东煤矿88°急倾斜特厚煤层水平分段工作面开采过程中发生的一起冲击地压案例为背景,依据微震监测结果,确定了B2-B3煤层之间岩柱活动是诱发冲击地压的主要危险源,采用岩层空间结构破断和强度弱化防冲思想,开展了岩柱地面爆破和井下注水的现场实践,对近百米厚、数百米高的岩柱进行了空间结构破断和回采水平强度弱化。实践表明,地面爆破有效改善了岩柱应力分布和集中程度,注水有效降低了岩柱能量积聚及其活动的剧烈程度,效果检验表明冲击地压得到了有效防治。     

两次采动影响下临空巷道冲击地压的防治技术

以文家坡煤矿4105工作面为研究对象,理论分析了4105工作面两次采动、煤柱宽度、底煤厚度、相邻采空区、采掘活动等影响因素,通过数值模拟对4105工作面"顶板-煤柱-底板"应力传递结构进行了分析,提出了以顶板爆破卸压、煤体卸压、底板爆破卸压为主的冲击地压防治方案,对比分析卸压措施应用后,4105工作面与4104工作面回...     

冲击危险性厚煤层综放开采冲击地压发生机理

基于冲击地压对深部综放开采工作面安全高效生产的严重影响性,采用有限差分软件FLAC3D研究采煤方法(包括大采高开采)对冲击地压形成的不同影响作用,分析综放开采的合理采放比及综放工作面冲击地压发生的机理。研究表明对于冲击危险性特厚煤层采用综放开采是有利于冲击地压防治。支承压力集中程度仍然超过塑性区煤体强度极限和采空区以暂时稳定梁或者其它形式积聚了大量的弹性能量的瞬间释放是综放工作面冲击地压时有发生的原因。     

厚煤层沿空巷道贯通阶段冲击地压防控技术

崔木煤矿所采煤层具有冲击倾向性,21306机巷在沿空掘进时冲击现象频繁发生,贯通阶段发生多起大能量微震事件.针对该问题,通过对贯通阶段的冲击影响因素进行分析确定了主控因素,并采用数值模拟的方式分析了贯通阶段的应力分布情况,制定了贯通阶段的冲击地压防治方案.采用微震监测系统作为区域监测手段,并在迎头及帮部进行钻屑法监测,...     

特厚冲击煤层综放开采临空巷防冲优化设计

针对特厚冲击煤层综放开采大煤柱临空巷侧多次发生冲击的工程难题,采用理论分析、现场监测及现场试验等手段研究了屡次冲击的机制,并在主控力源基础上针对性优化了防冲措施,最终利用微震和矿压监测对优化前后的解危效果进行了对比分析,结果表明在优化了措施后105J能级微震事件减少了72.3%,冲击显现事件减少了62.5%,周期来压强度降低,冲击频次和强度也大幅降低,有力保障了宽煤柱临空工作面的安全开采。     

锚网支护在特厚煤层冲击地压区的应用

本文介绍了老虎台煤矿在特厚煤层严重冲击地压区域实施煤巷锚网支护的试验实施过程，总结了经验，为同类条件下的锚网支护提供了理论和实践依据。     

深部急倾斜特厚煤层分层开采冲击地压防治技术

为了防治砚北煤矿1502采区急倾斜特厚煤层水平分段开采的冲击地压.对该矿冲击地压发生的影响因素及实测数据进行了分析研究,得出运输巷冲击地压的发生主要受上下分层工作面采掘交替影响,在上部回采工作面超前下部掘进工作面80～150 m时影响最为明显;回风巷除受采掘交替影响外,还受地质构造应力的影响,在煤层倾角突变处的前方10...     

特厚煤层冲击地压区防治煤与瓦斯突出的探讨

本文介绍了老虎台矿特厚煤层掘进工作面防治煤与瓦斯突出的方法 ,对同类型矿井有借鉴意义。