深部开采冲击地压诱发瓦斯异常涌出原因分析

为研究深部开采冲击地压诱导瓦斯异常涌出致灾机理,分析了深部开采煤体高地应力和高瓦斯含量的物性特征,揭示出冲击地压诱发瓦斯涌出的动力条件和物质条件,结合KozenyCarmen方程建立煤体渗透率与开采影响下损伤裂隙煤体体积应变的关系式。研究结果表明:冲击失稳过程中煤体渗透率增加显著,冲击地压产生的振动效应加速煤体变形破坏,促使瓦斯快速大量涌出;冲击地压孕育过程中的煤体渗透率变化效应、煤体形成剪切滑移面效应、冲击地压诱发的煤岩体振动效应以及煤体温度升高效应的联合作用,导致了冲击地压后瓦斯的异常涌出。     

煤层注水防治冲击地压

煤层注水不但可以防治冲击地压,而且还可以防治瓦斯和煤尘、改善井下工作环境,因此,必须重视煤矿的煤层注水工作。一、煤层注水防治冲击地压原理冲击地压实质上是煤岩体突然被抛出的一种动力现象,是矿山压力的一种特殊形式。冲击地压发生的充分必要条件是强度准则能量准则冲击倾向准则K/K‘≥1式中б_1、б_2——自重应力和构造应力;б_3、б_4——由于开采引起的附加应力和其它条件(如CH_4、H_2O、温度等)引起的应力;     

冲击地压煤层瓦斯异常涌出原因分析及控制

针对冲击地压煤层采掘过程中瓦斯异常涌出治理难题,采用理论分析结合现场考察的方法,分析了冲击地压煤层瓦斯异常涌出影响因素、发生原因及控制方法。研究结果表明,冲击地压煤层瓦斯异常涌出影响因素主要包括煤岩固有冲击属性因素、煤岩体结构因素、应力因素、瓦斯因素及开采因素五个方面。冲击地压煤层采掘过程中瓦斯异常涌出发生原因为受采动影响,煤岩体应力集中区突然卸荷,渗透率增加,瓦斯解吸膨胀,发生异常涌出。冲击地压煤层瓦斯异常涌出防治途径可采用超前切断顶板、大面积钻孔卸压、煤层爆破卸压、区域瓦斯预抽、强化局部瓦斯抽采等措施,以降低冲击地压煤层瓦斯异常涌出危险性。研究成果在某矿I010203工作面进行实践,治理效果良好,可为类似条件下瓦斯异常涌出防治提供借鉴。     

深部煤层工作面冲击地压分析与防治

为解决深部煤层工作面易产生冲击地压的问题,以彬长煤矿40309深部煤层工作面为研究对象,通过理论计算,现场监测,对深部煤层工作面冲击地压的防治展开研究.研究结果表明:大埋深和较大空间采空区是产生冲击地压的主要因素;钻孔卸压工作面与相邻未卸压工作面相比残余支承应力峰值降低了 1.4倍,残余支承应力向巷道深部转移20 m.     

煤层注水在矿井深部开采灾害防治中的应用

煤层注水在矿井深部开采灾害的防治中发挥着积极作用,煤层注水能够减少煤尘产生,预防煤与瓦斯突出,防治冲击地压和煤层自然发火,降低工作面温度,提高放顶煤效果,改善井下作业环境。分析了煤层注水的作用机理,通过在千秋煤矿开展煤层注水的工程实例,结合数据分析验证了煤层注水的重要作用。     

应用煤层注水防治瓦斯异常涌出

通过对夹河煤矿7445运输巷掘进工作面实施煤体注水防瓦斯的应用与研究，介绍了应用煤层注水防治瓦斯的机理及7445运输巷掘进工作面煤层注水的技术参数，并通过瓦斯监吨．测、测定煤体物理力学性质的变化等技术手段对煤层注水后在瓦斯涌出、煤体应力等方面取得的效果进行了分析和阐述。注水后，卸压带内的瓦斯得到了释放，减少了瓦斯异常涌出现象的发生；煤体抗压强度降低，塑性增强，消除了煤与瓦斯突出的危险性。     

深部开采冲击地压与瓦斯的相关性探讨

通过大量微震、瓦斯监测和现场调查,发现冲击地压震前、震后和同震都伴随瓦斯异常涌出．对以往“冲击地压只是忽略或没有瓦斯作用的煤体突出”理论提出质疑．提出煤炭深部开采条件下冲击地压与瓦斯密切相关,高压瓦斯气体极有可能参与了冲击地压的孕育,存在一种含气多孔介质和储气构造在开挖卸荷和高压吸附瓦斯解吸膨胀耦合作用下诱发的冲击地压,是造成群死群伤特大灾难性事故的严重隐患．建议深部开采应高度重视冲击地压与瓦斯灾害的相关性．     

冲击地压工作面瓦斯异常涌出原因分析及防治技术

针对冲击地压工作面瓦斯异常涌出问题,在统计分析多个冲击地压工作面瓦斯涌出异常诱发因素基础上,研究了冲击地压工作面瓦斯异常涌出原因分析及防治技术。分析结果表明:冲击地压工作面瓦斯异常涌出影响因素主要有煤岩固有冲击属性、瓦斯含量（压力）、开采深度、坚硬顶板、地质构造、开采技术条件等。冲击地压工作面异常涌出防治技术是在开采过程中实施钻孔卸压、顶板预裂爆破、煤层注水、深孔爆破、瓦斯抽采、强化支护、综合监控监测及安全防护等措施,降低冲击地压及伴生瓦斯异常涌出危险。研究结果在宽沟煤矿I010202工作面实施应用,取得了良好的效果,确保了工作面的安全回采。     

冲击地压工作面瓦斯异常涌出成因分析及其治理技术研究

针对冲击地压采面瓦斯异常涌出问题,在统计分析多个冲击地压采面瓦斯涌出异常诱发因素基础上,研究冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制,瓦斯异常区划分方法及防治技术。研究结果表明:冲击地压采面瓦斯异常涌出影响因素主要有煤岩固有冲击属性,瓦斯含量(压力),开采深度,坚硬顶板,地质构造,开采技术条件等;冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制是煤(岩)层冲击或震动,造成应力集中区域突然卸压,裂隙扩展,大量卸压瓦斯解析扩散并涌向采场,工作面后方采空区随着顶板断裂,瓦斯被突然压出,造成瓦斯涌出异常。冲击地压采面瓦斯治理,采前需预评价、预分区、预处理;开采过程中实施钻孔卸压、顶板预裂爆破、煤层注水、深孔爆破、瓦斯抽采、强化支护等措施,降低冲击地压及伴生瓦斯异常涌出危险。研究结果在宽沟煤矿I010202工作面实施应用,并取得了良好的效果,确保了工作面的安全回采。     

深部煤层冲击矿压防治技术的探讨

介绍了煤矿开采过程中冲击矿压的预测预报及防治技术,其治理过程是先确定冲击危险指数,再采用电磁辐射仪和钻屑法进行预测预报,对危险区段立即采用卸压爆破技术进行防治,最后用电磁辐射仪来检验爆破效果。     

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。     

冲击地压煤层瓦斯防控技术体系研究

对厚硬顶板冲击地压煤层瓦斯灾害发生原因进行了分析,提出以超前判识为根本、区域治理为关键、效果达标为导向、协同防治为手段、监测预警为前提、安全防护为保障的“六位一体”冲击地压煤层瓦斯防控技术体系,并在宽沟煤矿I010202工作面开展试验应用。结果表明,在工作面回采期间,无瓦斯异常涌出现象,上隅角瓦斯浓度不超过0.50%,回风流瓦斯浓度不超过0.22%,工作面无6次方级别以上的大能量微震事件发生,有效解决了该矿冲击地压煤层工作面瓦斯涌出异常问题,确保了工作面的安全回采。     

深部坚硬顶板厚煤层开采冲击矿压规律及防治技术

以古城矿深部坚硬顶板厚煤层开采为研究背景,分析了2103工作面冲击矿压事故的诱因,总结了矿井冲击矿压的规律,得出了深部厚煤层开采冲击显现更加频繁,事件能量及影响范围更大,以及断层及覆岩活动是诱发冲击矿压的主要因素。同时,指出了深部厚煤层卸压时效较短,并基于矿井实际条件提出了基本卸压措施和补强卸压措施。以大直径钻孔、煤体及顶底板爆破等技术手段,对巷道及工作面采取相应的卸压措施,以钻屑法为点检测手段验证卸压效果。现场实践表明,该措施能够有效防治冲击矿压,降低了冲击事故的发生。     

深部厚煤层综采工作面冲击地压防治技术

深部厚煤层破裂后的体积膨胀产生的"应力集中"易造成大范围的冲击。唐口煤矿5304工作面煤层厚、埋深近千米,其煤层及其顶板均具有冲击倾向性。从改变或消除引起冲击地压的主导因素角度出发,提出了冲击地压的4个治理原则:降低、转移、避开和抵消应力条件;提前释放能量;消除物质条件;控制诱发因素。采用区域解危减震措施与局部解危减震措施相结合的冲击地压防治技术,降低、改变或消除引起冲击地压的主导因素并进行了效果检验,有效保证了5304工作面的安全回采。     

深部厚煤层留底煤掘进巷道冲击地压发生原因及防治方法

结合具体工程案例分析了冲击显现特征,从围岩应力分布和弹性能释放两个角度分析了其发生冲击地压的主要原因,并提出了相应的防范及防治对策。研究结果表明:深部厚煤层掘进留设顶底煤后,巷道顶底板煤岩体水平应力集中程度较高,尤其是巷道底煤,应力集中系数达到1.6;开挖后底煤2m处煤岩体弹性能呈迅速积聚随后释放特征,是重点潜在冲击危险源,开挖稳定后,顶、底板和迎头前方弹性能水平较高。为此提出了不留设底煤或底煤留设小于2m的防范措施,基于围岩弹性能的演化规律提出了卸-支时空耦合的冲击地压防治对策。     

深井特厚煤层水力压裂防冲参数与监测分析

基于水力压裂防冲机理,以新巨龙煤矿1302N综放工作面为工程背景,运用RFPA数值模拟软件,得出压裂所需的的注水压力,同时根据冲击地压在线监测预警系统,得出压裂参数之间的关系,并由此确定水力压裂的具体参数。采用钻屑法、微震法监测防冲效果,监测结果显示:水力压裂后,煤粉钻屑量远低于发生冲击危险的极限煤粉量,微震事件显著减少、频次较低且波动相对较小;表明水力压裂技术起到了较好的防冲效果。     

集贤煤矿深部开采强冲击危险煤层冲击地压防治技术

为了有效防治强冲击危险煤层的冲击地压灾害,在系统分析冲击地压影响因素的基础上,总结了集贤煤矿9#煤层冲击地压的发生特征,进而确定了以微震监测技术为基础,包括爆破强制放顶、浅孔爆破卸压、加强超前支护和煤层注水等技术措施的冲击地压综合防治技术,有效降低了集贤煤矿冲击地压发生的频率和危害,确保了矿井的安全高效开采。     

厚硬冲击煤层宽煤柱诱发冲击地压机理及防治

针对呼吉尔特矿区厚硬冲击煤层宽煤柱诱发冲击地压现象,通过现场实测和数值模拟,分析了宽煤柱垂直应力分布特征,通过理论分析,揭示了宽煤柱发生冲击的结构条件;基于冲击地压"三因素"机理,研究了宽煤柱诱发冲击地压机理:在侧向支承压力和工作面采动应力叠加影响下,具有冲击倾向性的宽煤柱应力高度集中,当其达到极限强度发生卸载时,由于煤柱体刚度与顶板岩层刚度相近,造成煤体运动速率很大,呈现冲击地压显现。在此基础上,提出了小煤柱护巷和断顶爆破等措施降低煤柱应力、采用大直径钻孔卸压和煤层注水等措施改变煤体刚度的防治策略,针对311103工作面提出了采取断顶爆破和大直径钻孔的组合防治方法,宽煤柱应力集中程度出现明显降低,防治效果较为显著。     

近距离煤层冲击地压防治技术研究

冲击地压是矿山开采中发生的煤岩体动力灾害之一,随着煤炭开采深度和开采强度的不断增加,冲击地压问题日趋严重。在近距离煤层开采中,上部煤层开采对下部煤层巷道合理位置的确定与开掘时间的选择是工程面临的重大问题。两煤层应力的叠加、能量的积聚,造成冲击地压发生的强度增大,危害更加突出。因此,研究近距离煤层开采冲击地压防治技术,对于保证相似条件的煤矿安全生产具有一定的实际意义。