高瓦斯煤层冲击地压防治技术探讨

冲击地压发生的实践表明,在高瓦斯煤层中,高瓦斯压力极有可能促进了冲击地压发生。因此在高瓦斯煤层中,防治冲击地压必须考虑瓦斯对冲击地压的作用。在防治冲击地压的防治过程同时,要有针对性的进行瓦斯的防治。为了减少高地应力下动力灾害的发生,某矿采取了水力压裂、煤层注水、松动爆破等防治措施,取得良好效果,有效降低了煤与瓦斯突出及冲击地压发生的危险性。文章针对高瓦斯煤层冲击地压防治技术进行了探讨,并在某矿取得了良好效果。     

深部高瓦斯煤层冲击地压发生机理研究

针对深部高瓦斯煤层的冲击地压灾害,从瓦斯对煤体强度影响、瓦斯煤体在卸载下的层裂现象及瓦斯煤体积聚静态能量3方面入手,探讨瓦斯煤层冲击地压的发生机理。通过理论推导得出:瓦斯降低了煤体强度,减小了煤体破坏时所需要的能量;含瓦斯煤体突然卸载后,受地应力和瓦斯共同作用会产生层裂现象,削弱了冲击显现区煤体抵抗变形的能力;最终在集中动载荷和耦合静态能量的共同作用下,建立了瓦斯煤层发生冲击地压的能量判据,指出了瓦斯煤体更容易发生冲击地压。此外,在冲击地压发生后往往出现瓦斯异常涌出的现象,瓦斯积聚对安全生产带来隐患,甚至引起煤与瓦斯突出等动力灾害。     

煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出转化机制

采用理论分析和案例分析等方法对煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出两类灾害在诱导瓦斯异常涌出方面的关系进行研究。通过分析得出冲击地压和煤与瓦斯突出诱发转化机制,为今后判断煤岩动力灾害的类型提供理论依据。     

瓦斯压力对煤体冲击移动机理的影响

根据冲击地压发生地点的分布特征,结合朱集矿11-2#煤层的赋存条件,对2种不同瓦斯压力条件下的冲击地压发生过程进行数值分析,研究了冲击发生过程中的煤体移动机理,并得出了煤体破裂演化图、瓦斯流动状况图及应力分布曲线图。研究结果显示:不同瓦斯压力条件下的煤体破裂失效过程基本相同;在高瓦斯压力条件下,软煤初始破裂相对比较剧烈,瓦斯流量比较高,煤壁破坏深度更大,冲击地压灾害比较严重;煤层与顶板之间的滑移可以考虑为滚动摩擦。     

煤层突出与冲击耦合致灾机理与事故分析

针对深部高瓦斯、高地应力煤层冲击地压与突出独立发生或耦合致灾的动力灾害形式,通过微细观数值试验、瓦斯力学特性及冲击倾向性实验及理论研究,对深部松软低透气性煤层低指标压出、冲击地压及耦合致灾机理进行了分析,结合具体掘进迎头动力失稳现象,基于能量失稳判据,分析了前方煤体失稳形态及动力条件,为下峪口深部高瓦斯2#煤层巷道掘进综合防突(冲)及预测预报提供理论依据。     

深部矿井冲击地压、瓦斯突出复合灾害发生机理

为了探索深部矿井冲击地压、瓦斯突出复合灾害机理,为复合灾害的有效监测与防治提供理论基础,通过试验研究和理论研究相结合的研究方法,研究了瓦斯对煤岩体力学性质和冲击倾向性的影响,建立了圆形巷道冲击地压、瓦斯突出复合灾害模型并进行了解析分析,探讨了冲击地压和煤与瓦斯突出的诱导转化机理。结果表明:随着瓦斯压力的增大,煤岩体强度降低,弹性模量减小,峰值应变减小,冲击倾向性降低;煤岩体应力存在一个临界值,当煤岩体应力超过临界煤岩体应力时,系统失稳发生冲击地压、瓦斯突出复合灾害;冲击地压、瓦斯突出复合灾害的临界煤岩体应力随瓦斯压力的增加而减小,随煤岩体强度的增大而增大,随冲击倾向性的增大呈现先减小后增大的趋势;冲击地压诱导瓦斯突出多发生在煤岩体中存在含气封闭断层等储气构造或煤层底板含有高弹性模量岩层(夹层)等情况,瓦斯突出诱导冲击地压多发生在软硬煤相间、相互包裹的煤层或突出过程中破碎煤岩体的抛出形成较大的空顶面积等情况。     

煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论基础与关键技术

煤岩层赋存条件决定了煤矿深部开采条件下煤岩动力灾害的发生机理更趋复杂、防控难度显著增大,如何解决煤矿深部开采煤岩动力灾害防控问题,直接影响我国煤矿的安全生产和能源的有效供给。针对"煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究"这一科学命题,基于冲击地压"三因素"机理和煤与瓦斯突出的综合作用假说,从煤岩动力灾害防控理论基础、关键技术和防控实践等3个方面,梳理澄清了煤矿煤岩动力灾害防控中的一些模糊概念,建立了用于统一描述冲击地压和煤与瓦斯突出发生机理的广义"三因素"("物性因素"、"应力因素"及"结构因素")理论,确定了我国煤矿典型冲击地压的4种类型(煤层材料失稳型、煤层结构失稳型、顶板断裂型、断层滑移错动型),分析了影响冲击地压和煤与瓦斯突出的主要因素,从思想认知、原则方法及技术核心等方面凝练了煤岩动力灾害多尺度分源防控技术,提出了深部开采冲击地压巷道"三级"吸能支护思想与成套技术,开发了煤与瓦斯突出井上下联合抽采防控技术和超高压水射流"横切纵断"防治复合煤岩动力灾害技术,并在现场开展了应用试验。煤矿深部开采煤岩动力灾害防控理论与关键技术的建立与完善,为我国今后煤矿煤岩动力灾害的防治提供了科学依...     

防治冲击地压技术在高瓦斯矿井的应用

在深部开采条件下,一些高瓦斯矿井出现了煤与瓦斯突出和冲击地压并存的现象。通过对平煤十矿动力现象资料进行初步分析,提出用煤层注水、深孔卸压爆破和水力压裂技术来防治冲击地压和消除突出危险。结果表明:煤层注水不仅达到了防冲和消突的效果,还有效地降低了粉尘;深孔卸压爆破有效地消除了冲击地压的威胁,水力压裂在消除突出危险方面效果明显。     

薄基岩留底煤采场冲击地压诱发煤与瓦斯突出研究

本文以某矿1307工作面为研究对象,分析了薄基岩留底煤采场冲击地压诱发煤与瓦斯突出的机制,并推导了发生复合型自然灾害的极限载荷,采用抽放瓦斯内能、释放煤岩体弹性变形能、煤层注水的方式进行防治,并对防治措施采用钻屑法进行效果检验,取得了良好的效果,有效预防了冲击地压诱发煤与瓦斯突出的灾害。     

高地应力下瓦斯突出与冲击地压综合防治探讨

随着开采深度的增加,高地应力显现,煤与瓦斯突出和冲击地压等灾害频繁发生。针对高地应力突出与冲击地压共存的情况下,如何采取有效防治措施成为迫切问题。为了减少高地应力下动力灾害的发生,平煤十一矿己16-17-22161工作面采取了本煤层抽放、煤层注水、深孔爆破等防治措施,取得良好效果,有效降低了煤与瓦斯突出及冲击地压发生的危险性。