深部高应力煤柱区开采冲击地压防治技术

针对95208工作面存在强冲击倾向这一鉴定结果,矿井采取了大直径钻孔卸压、煤层注水及顶板预裂爆破等解危措施,实施卸压预处理。并通过钻屑法进行卸压效果检测,证实工作面冲击危险性降低,为工作面安全回采提供了技术支撑。     

高应力煤柱下采场冲击地压防治技术研究

针对七五煤矿3下128工作面地质和开采条件,在分析工作面冲击地压影响因素的基础上,进行了工作面冲击地压危险区域和危险等级的划分;制定了以微震法、应力在线法和钻屑法为主的冲击地压监测技术和以强预卸压、强支护和强防护为主的冲击地压防治技术,并进行了现场应用,取得了安全无冲击回采的良好效果。     

深部高应力型冲击地压数值模拟

矿井深部开采与浅部开采不同,煤岩的力学性质在高温、高应力的作用下发生变化,使得岩体结构、基本力学行为特征和工程响应与浅部明显不同,该文通过FLAC3D模拟深部矿井应力分布规律,从而确定深部煤岩层冲击危险程度。     

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。     

巨厚砾岩下薄保护层开采应力控制防冲机理

以典型巨厚砾岩影响的冲击危险矿井为背景,运用理论分析和数值模拟相结合的方法,对薄煤层作为保护层开采的区域应力控制防冲机理及防冲效果进行分析研究。研究结果表明,在保护层与被保护层距离一定的前提下,被保护层的卸压梯度和范围与保护层的开采范围呈正比。保护层开采范围越大,上覆岩层内的高应力释放的空间越大,被保护层回采工作面及其区段煤柱仅承受本区段开采产生的采动应力,使"顶板-煤层"结构体处于低应力环境中,冲击地压得到控制。     

深部高应力冲击危险性厚煤层冲击地压防治技术

通过前期研究,龙家堡煤矿冲击地压发生的主要原因为煤层具有冲击倾向性、采深大、水平应力高、断层活化和煤柱留设不合理。针对这一条件,认为顶板卸压不能显著降低冲击危险,设计了以煤层卸压爆破为主的卸压方案,并采用PASAT-M弹性波CT探测系统对合理的爆破孔长度进行了分析,确定了爆破孔长度为20m。通过钻屑法和煤体应力监测验证了煤层卸压爆破具有良好的煤层卸压效果。     

深部高应力煤柱区冲击地压动态控制研究

研究与实施了震动波被动层析成像反演动态预警冲击地压技术,制定了预警指标值与预警体系。通过该技术,可实现开采范围内冲击危险的动态预警,根据预警结果动态调整冲击危险治理方案与参数,可实现对冲击危险的主动动态控制。该技术体系在庞庄矿张小楼井成功应用于高应力煤柱区工作面的安全开采,取得了显著的效益。     

上覆巨厚砾岩层失稳诱发重力型冲击地压研究

千秋煤矿是一个冲击地压灾害严重的矿井,其上覆巨厚砾岩层破断失稳对冲击地压的发生有着很重要的影响。本文通过相似模拟试验和理论分析,着重研究上覆巨厚砾岩层破断失稳诱发的重力型冲击地压机理,并对上覆离层垮落砾岩层诱发的冲击载荷进行估算。研究结论与现场实测吻合的很好,并针对该类冲击地压提出了监测与预防相结合的防控思路。     

巨厚砾岩与逆冲断层控制型特厚煤层冲击地压机理分析

以某典型冲击地压事故为背景,通过理论研究和现场勘查,研究了巨厚砾岩与逆冲断层控制下特厚煤层工作面冲击地压致灾机理和防治方法。通过对地层结构与开采形成覆岩空间结构的研究,建立了侧向静态支承压力估算模型,得到了21221工作面上覆岩层空间结构与应力分布规律;估算了巨厚砾岩传递应力、自重应力与F16逆冲断层及相变带构造应力的叠加总应力,该应力超过了该矿的临界冲击应力;特厚煤层在叠加应力作用下发生塑性滑移,逐渐形成滑移线场,并产生塑性膨胀,导致巷道围岩应力增加,在外部扰动应力作用下,煤体发生瞬间大范围滑移是发生冲击地压的主要原因。针对这类冲击地压的致灾机理,通过合理设计巷道平面位置以避开传递应力峰值区域、采用半煤岩巷道以减小滑移线场范围和合理设计煤层大直径卸压孔参数以改变煤体滑移方向等措施,有效治理了该类冲击地压。     

深井煤柱区冲击地压危险性分析与防治技术

为有效防止田陈煤矿3下322工作面穿越3上煤层煤柱区时发生冲击地压,采用理论分析、工程类比等方法,并结合微震监测、煤粉检验数据,对煤柱区冲击地压危险性、防治措施进行研究。结果表明,开采深度、煤柱、采动等因素综合影响下煤柱区运输巷内帮为冲击危险区,推采过程中煤柱区微震事件分布异常,钻孔排粉量为设计煤粉量的1.6倍,通过超前60 m对危险区实施密集煤层钻孔进行卸压,有效防止了冲击地压的发生。实践表明,通过分析煤柱区冲击地压危险性并超前实施密集煤层钻孔卸压,可确保工作面顺利穿越煤柱区。     

特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度研究

针对塔山矿特厚煤层综放工作面与回采巷道对头施工过程中面临的区段煤柱合理宽度留设、回采动压影响范围确定等问题,采用理论分析、数值模拟及现场应力实测等手段对特厚煤层综放采场覆岩断裂结构、区段煤柱应力分布及区段煤柱合理宽度进行研究。采空区一侧煤体应力,应力剧烈影响范围30~35 m。煤柱应力现场实测表明,相邻工作面回采期间应力沿煤柱宽度大致呈单峰型、非对称分布,应力高峰区距8210回风巷21~30 m、距8208采空区8~17 m,采空区顶板运动稳定滞后距离120~130 m。结果表明,塔山矿特厚煤层综放面对头施工条件下留设38 m煤柱是安全的,从煤柱应力分布角度分析煤柱宽度可减小至30~32 m。     

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。     

高瓦斯高应力严重突出特厚煤层综合防突技术

以义安矿FX005工作面为例,通过采用瓦斯地质预抽巷超前掘进以及冲、压、抽(本煤层和卸压区抽放)相结合的综合防突技术,大大提高了措施的防突效果。结果表明,该综合防突技术实现了对高瓦斯、高应力严重突出煤层工作面的消突,且杜绝了瓦斯动力现象的发生。     

基于相似材料模拟特厚倾斜煤层煤柱应力演化规律研究

为研究特厚倾斜煤层开采时煤柱应力变化状态,结合抚顺矿区老虎台矿特厚煤层开采现状,针对83003综放面和73005综放面构建力学模型。采用相似材料模拟实验对煤柱应力进行监测,得到了应力演化规律,根据实验结果对现场布置合理的防治冲击地压措施。研究结果表明:煤层赋存越深,煤柱受采动影响的应力值越大,应力集中系数呈增长趋势,变化范围为1.09~3.12;73005综放面和83003综放面之间的煤柱应力明显高于模型边界煤柱应力;工作面之间的煤柱受开采影响次数越多,煤柱应力值越大;工作面推进时,上覆岩层的垮落使岩层中的应力充分释放,随着采空区逐渐压实,应力值有所回升。通过相似材料模拟研究,对工作面的开采进行指导,运用煤层注水、卸压钻孔和加强支护等措施对冲击地压进行防治,达到了理想的效果。     

顶板深孔爆破防治小煤柱冲击地压研究

以巴彦高勒煤矿1202回风巷小煤柱区域为研究对象,采用数值模拟、理论分析、钻孔窥视等方法,研究小煤柱区域应力分布状态及顶板断裂结构特征。对煤柱侧顶板卸压机制及其断裂结构进行了分析,结果表明：采空区顶板的断裂能够实现应力的转移和释放,较断裂前垂直应力降幅达32.0%、应力峰值位置向实体煤侧偏移4 m,同时有效降低了拐角煤体与其他区域的应力差值。划分了小煤柱侧顶板断裂类型,结合全断面窥视结果,确定出深孔爆破技术治理煤柱侧坚硬顶板的爆破参数。顶板治理措施实施后,巷道变形量得到有效控制,降低了小煤柱区域冲击地压危险程度。     

高瓦斯涌水超厚煤系复杂地层的钻进施工

在瓦斯含量极高的煤层(厚)和不同地层段涌水的超厚水敏性地层中钻进施工,合理设计钻孔结构、选择设备、钻进方法、钻进参数和正确操作,是顺利完成钻进施工的前提,正确使用泥浆是孔内事故预防措施的关键。正确使用"高密度"水基成膜泥浆,既能保持孔内液柱与孔壁之间的压力平衡,也能降失水抑制水敏性地层水化膨胀和分散脱落,从而达到防止孔壁坍塌,起到稳定孔壁的作用。介绍了这些技术措施在贵州扬寨煤矿高瓦斯涌水超厚煤系复杂地层中的应用及效果。     

近距离煤层煤柱高应力下巷道支护技术研究

文章通过研究煤柱下高应力巷道顶板及两帮的变形机理和破坏情况,确定高应力作用下巷道的支护方式为强力锚杆锚索组合支护。该技术成功地应用于潞安集团某矿的巷道支护中,取得了良好的技术效果和经济效益,可以在类似条件下的煤柱高应力巷道中推广应用。     

深井高地应力复合岩层巷道围岩控制技术研究

针对深部矿井高地应力巷道围岩整体变形量大、持续时间长、局部破坏严重的围岩控制难题,以深井大倾角、复合岩层巷道掘进为工程背景,在进行系统地质力学测试、围岩变形破坏特征分析、支护形式选取与现场试验的基础上,对深井超高地应力巷道围岩控制技术进行研究。通过优化锚杆支护参数、合理选择护表形式与构件,实现了深部高地应力复合岩层巷道围岩的一次主动支护,有效控制了深部高地应力巷道围岩的长期持续变形,改变了深部岩巷"前掘后修、反复维修"的局面,取得了良好的现场应用效果。     

铁路煤柱影响区域冲击地压综合防治技术

为了对开采铁路下煤柱的冲击危险进行有效控制,分析了唐山矿5号煤层的冲击倾向性,得出了该矿特定地质条件下冲击矿压发生机理,提出了＂开采设计规避冲击、采前卸压防范冲击、回采期间预测预报及综合防治＂为一体的冲击矿压动态防治技术体系。现场实施过程中,巷道布置、支护设计预先考虑防冲效果;掘进期间采用钻屑法圈定重点防治部位,继而采用煤体预注水、煤体爆破卸压等措施弱化煤体;回采期间,超前10～50 m采用钻屑法动态评估冲击危险程度,适时进行卸压爆破,通过综合防冲措施有效地降低了冲击危险性,保证了工作面安全高效回采。