巷道两帮煤岩体电磁辐射信号差异分析

根据平煤集团十一矿己二采区煤层具有弱冲击倾向性和属于中等冲击危险采区这一事实,采用电磁辐射预测预报冲击矿压技术,对该采区掘进巷道进行了冲击危险性预测预报,通过对监测到的电磁辐射信号进行分析,得出沿煤层走向掘进巷道的两帮电磁辐射信号存在较大差异这一结论．通过对巷道两帮电磁辐射信号来源、发生机理以及巷道两帮煤体受力情况进行分析,找出了巷道两帮电磁辐射信号有较大差异的原因和影响因素,根据该项技术分析以及所得出的结论,可通过分析冲击矿压危险巷道的地质条件提前对巷道两帮的冲击危险性作出初步对比判断,从而节约冲击矿压防治成本,促进煤矿安全高效生产．     

断层煤柱区冲击矿压的综合指数预测及注水防治

断层煤柱区应力集中程度高,采深较大时,冲击矿压危险性大。运用综合指数法对某矿断层煤柱区工作面冲击矿压危险性进行了分级预测,采用短钻孔注水的方法进行防治。钻屑法和巷道变形监测效果表明,煤层注水后,煤粉量低于具有冲击矿压危险的临界值,巷道变形增加量显著,消除了该工作面的冲击矿压危险,保证了安全高效生产。     

煤层巷道蝶型冲击地压发生机理猜想

根据巷道围岩蝶形塑性区理论,分析了巷道围岩蝶形塑性区蝶叶瞬时急剧扩展的突变特征,提出了煤层巷道蝶型冲击地压发生机理猜想,认为煤巷冲击地压是由于巷道围岩蝶形塑性区的蝶叶瞬时爆炸式扩展引起的,阐明了该类型冲击地压形成、演化及发生的力学本质和物理过程。提出了蝶叶突变型冲击地压发生的必要与充分条件,建立了煤层巷道冲击地压判定准则,合理解释了巷道顶板冲击、底板冲击、煤帮冲击等不同类型的冲击地压发生机理。该猜想能够预见巷道冲击地压发生时必然产生至少1个、最多4个巨大的蝶叶塑性区的未知现象,可以获得煤巷冲击地压危险性评价和预测的关键指标和可测参量。     

煤层大巷技术可行性多级多因素模糊变权综合评价模型

研究了影响煤层大巷布置的3个方面、9个影响因素,建立了煤层平整性、断层构造适应性、围岩稳定性、围岩膨胀适应性、瓦斯涌出量安全性、瓦斯突出危险性、自燃危险性、冲击地压危险性及可维护性等单因素影响煤层巷道布置的模糊制约关系,根据各因素影响的重要性程度的动态变化特点,提出了多级因素模糊变权综合评价模型。以济宁3号煤矿为实例进行了验证计算,为进行煤层大巷技术可行性分析建立了科学的评价方法。     

基于UDEC软件煤矿巷道断面离散元分析

针对煤矿深部开采条件下,不同巷道断面形状开挖引起的围岩体能量变化规律,采用通用离散元UDEC软件建立不同巷道断面形状模型,并选择软件自带的能量模块分析巷道能量释放特征,分析巷道冲击地压危险性,根据煤矿巷道能量释放离散元分析结果,为掘进巷道断面设计及煤层冲击倾向性评价提供依据,对巷道断面形状选择冲击地压预防具有重要意义。     

唐口煤矿大直径钻孔防治冲击地压的研究与应用

为防治唐口矿开采过程中煤层冲击危险的问题,在选取大直径钻孔卸压措施基础上,采用理论分析、数值模拟的方法研究了大直径钻孔卸压机理,并在现场实测基础上对钻孔煤粉量、破坏情况及区域应力进行分析。结果表明:大直径钻孔能够有效地缓解巷道围岩能量积聚,降低煤层冲击危险性。     

基于能量密度相似性的多煤层冲击危险性评价方法

针对张双楼煤矿西一采区多煤层开采的冲击危险性预测问题,根据地质演化原理,提出了利用上煤层开采数据预测下煤层冲击危险性的方法。首先建立由上煤层的能量密度确定的冲击危险性评价指标,运用该指标预测下煤层的冲击危险区;然后利用结构相似性指数对该预测方法的可行性进行定量评价。研究表明:运用所建立的指标确定的下煤层强冲击危险区域和下煤层开采过程监测的强冲击危险区相似度达到0.858 1;下层煤开采产生的强矿震(大于105 J)和冲击破坏区基本位于指标所确定的强冲击危险区。实践证明所建立的冲击危险性评价指标可有效的预测下煤层强冲击危险区域,提高了多煤层开采冲击矿压预测的准确率。     

矿井煤层冲击危险性多层次综合评价研究

为了更合理评价矿井煤层冲击危险性,减少不同指标之间的相互影响,避免造成评价结果的不准确,应用模糊综合评价模型对矿井煤层进行冲击危险性综合评价,提出了基于层次分析法的矿井煤层冲击危险性模糊综合评价模型;得到了基于层次分析法的矿井煤层冲击危险性影响因素,即:开采深度、冲击倾向性、煤层顶底板性质、地质构造、开采技术;确定了评价因素集,建立了模糊综合评价关系矩阵,进行了模糊综合评价,创建了矿井煤层冲击危险性模糊综合评价模型;最后对矿井煤层冲击危险性做出无冲击危险性、弱冲击危险性、中等冲击危险性和强冲击危险性的定量评价,提高了评价结果的精确度。以内蒙古某矿评价应用为例,选取2-1煤层进行模糊综合评价,通过应用基于层次分析法的矿井煤层冲击危险性模糊综合评价模型,得出2-1煤层最大隶属度指数x=0.43,评价结果为中等冲击危险性,与采用综合指数法评价得到的结果一致,表明了该模型可以用于评价矿井煤层冲击危险性。应用该模型在对矿井煤层进行模糊综合评价时,更注重各影响因素之间的相互关系对结果的影响,因而得到的评价结果更合理。研究为矿井煤层冲击危险性模糊综合评价研究提出一种新的评价角度。     

特厚煤层工作面末采期间防冲技术研究

针对某矿8301工作面末采期间工作面及下山巷道的潜在冲击地压灾害,通过理论与技术相结合的冲击危险性评价方法,划分了工作面末采期间两巷及下山的冲击危险区域,采用顶板爆破、煤层大直径钻孔卸压及底板爆破的防冲措施对危险区域进行了治理,采用微震和应力监测手段对末采期间的冲击危险性进行了实时监测预警,并及时采取了卸压解危手段,保证了工作面的安全开采.     

深部矿井孤岛工作面开采冲击地压防治与分析

针对三河尖煤矿7449孤岛工作面开采过程中冲击危险进行分析,结合现场监测分析与防治实践,采取综合防冲措施控制冲击地压的发生。系统分析工作面冲击危险性,明确其冲击危险性的严重程度;综合运用电磁辐射、钻屑、应力在线、矿压观测及巷道位移观测等探测监测手段,具体准确地划定冲击危险区域;采取大直径钻孔卸压、煤层深孔爆破卸压及顶板预裂卸压等措施降低冲击危险性。结果显示,工作面冲击危险性得到有效降低,保证了孤岛工作面的安全开采。     

爆破卸压关键参数对冲击危险性变化趋势的影响规律

从无限煤岩体内爆破后的静态效果角度研究了爆破卸压对冲击危险性变化趋势的影响规律。利用数值模拟手段,重点分析了保护带宽度b和炮孔俯角θ对巷道冲击危险性变化趋势的影响规律。结果表明,b值的合理范围应使卸压侧巷帮呈现小"内峰"、大"外峰"的应力分布状态,其他取值均不利于巷道冲击危险性的降低。爆破孔的俯角θ决定着帮部和底板的卸压效果消长关系。     

巷道底煤厚度对矿震诱发底鼓冲击研究

基于FLAC2D数值模拟软件分析巷道底煤厚度对矿震诱发底鼓冲击的动态响应规律。结果表明:随着底煤厚度的增加,动力扰动下巷道底板水平应力峰值先升高后降低并逐渐向底板深处转移,底板垂直位移峰值、塑性区深度及最大能量密度均呈非线性增加,且增加趋势越来越弱,并趋于稳定;动力扰动下特厚煤层巷道极易发生底鼓冲击动力灾害,动力效应明显;现场矿震演化规律分析验证数值模拟结论的合理性。研究成果可为特厚煤层巷道底冲击矿压防治提供借鉴。     

冲击矿压巷道支护能量校核设计法

基于冲击矿压能量理论提出了冲击矿压巷道能量校核设计法:首先采用现代先进巷道设计方法进行巷道初步设计,再以巷道支护系统的变形能是否足以消耗巷道围岩破坏过程中释放的剩余能量作为判据,对冲击矿压巷道支护设计进行校核.其设计程序为:巷道冲击危险性评价;计算剩余能量;提出初步设计;支护系统吸能校核.计算得出了我国煤矿锚杆支护主要...     

常村矿“Z型”煤柱区冲击危险性数值模拟研究

常村矿21132工作面冲击矿压多发生在下巷超前支承压力区和"Z型"煤柱区。研究认为,受外错煤柱产生的高应力影响,下巷冲击次数高于上巷;受外错煤柱产生的高应力与延伸工作面侧向支承压力叠加影响,"Z型"煤柱区冲击频发。数值模拟结果显示,21132下巷接近"Z型"煤柱区时,水平应力由19.5MPa增加到22MPa,垂直应力变为原岩应力的2.5倍,解释了"Z型"煤柱区冲击频发的原因,预示着工作面推进至"Z型"煤柱区附近时冲击危险性将升高。     

焦坪矿区坚硬顶板冲击矿压发生机理与防治对策

根据焦坪矿区覆岩的赋存特征,类比了其他矿区的冲击矿压案例,提出了焦坪矿区潜在的重大冲击灾害性。以具体工作面为例,参考已有的煤岩体冲击倾向性和物理力学性质实测结果,结合顶板运移实测结果,以冲击矿压发生的三因素理论为指导,从冲击倾向性、力源因素、煤岩体组成结构等三方面论证了孕育冲击矿压的成熟条件,在此基础上提出了有针对性的防冲措施。     

回采工作面发生冲击与突出耦合危险的尖点突变模型研究

高瓦斯矿井进入深部开采后,回采工作面容易诱发冲击矿压与突出复合型灾害,对采矿安全构成重大威胁。通过分析采煤活动过程中回采工作面应力分布状况,运用尖点突变理论建立了冲击与突出耦合尖点突变模型,并分析了灾害发生后的能量释放大小及其主要影响因素,加深对了冲击矿压与突出耦合规律的认识,对于有效地预防复合型矿井灾害发生具有重要意义。     

深部高瓦斯煤层大巷揭煤区域防突技术

针对顾北矿南翼轨道大巷揭煤问题进行了区域性防突技术与应用研究。首先由巷道掘进工作面向前方钻孔,探测工作面前方煤岩体赋存情况|其次通过监测瓦斯压力和瓦斯含量及煤体强度的方法对煤体的突出危险性进行了预测,确定了巷道工作面前方煤体为突出煤体|提出了地面与井下联合洗煤的区域防突技术,对顾北矿南翼轨道大巷进行了消突,并对区域消突效果进行了检验,最终顺利实施了大巷揭煤。研究结果表明,地面和井下联合洗煤区域防突技术,有效地防止了煤与瓦斯突出现象的发生,具有较高的社会效益和推广应用价值。     

冲击矿压防治的应力控制理论与实践

分析了原岩应力和采动应力对冲击矿压发生的影响,通过采用采动应力监测系统直接监测煤岩体的应力和采用微震监测系统间接监测煤岩体应力的方法,分析了采动引起的应力变化,进而对监测区域内煤岩体的冲击危险性进行了评价;通过对具有冲击危险性的煤岩层实施煤层卸载爆破、深孔断顶爆破和深孔断底爆破技术,进一步验证了冲击矿压防治的应力控制理论,取得了良好的实践效果。     

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。     

浅埋煤层坚硬直接顶破断诱发冲击地压机理及防治

针对浅埋缓倾斜煤层坚硬直接顶下回采工作面冲击地压问题,采用微震及矿压监测方法确定了坚硬直接顶超前工作面破断的位置及顶板周期来压步距,在此基础上分析了回采工作面冲击地压的能量来源和致灾机理,建立了坚硬直接顶超前工作面破断的力学模型,推导了直接顶初次破断和周期破断的步距公式并计算得到了直接顶超前工作面的破断距离。结果表明,直接顶的周期破断步距以及破断产生的矿震能量均比基本顶周期来压步距及矿震能量小,但由于直接顶距离煤层近以及直接顶超前工作面破断位置距离煤壁过小,坚硬直接顶的周期破断引起的动载增大了工作面冲击地压危险。据此确定了在巷道进行直接顶预裂爆破以增大直接顶超前工作面煤壁破断距离的冲击地压治理措施,微震监测结果显示超前预裂爆破有效降低了工作面冲击地压危险。