高压水致裂在高瓦斯工作面初次放顶中的应用

针对大平煤业3111工作面顶板强度大、完整性好的特点,为了减小工作面初采期间的矿压显现程度,针对3111工作面上覆岩层采取高压水致裂措施,揭示了高压水致裂在顶板弱化措施中的优越性,分析了采用高压水致裂措施后,工作面回采期间微震活动及支架阻力的变化规律。现场实践表明,高压水致裂措施减小了工作面初次来压步距,减弱了顶板活动剧烈程度,降低了工作面矿压显现程度,保证了工作面初次放顶期间的安全回采,能够有效解决工作面初次放顶问题。     

厚硬顶板下工作面定向水力压裂顶板弱化技术试验

为防止坚硬顶板诱发的灾害事故,以煤峪口矿81020工作面赋存坚硬顶板岩层总厚度超过30 m为工程背景,提出采用定向水力压裂顶板弱化技术。通过高压水致裂人为和主动的在坚硬顶板内部构造结构弱面,从而实现坚硬顶板弱化,降低工作面来压。基于此,设计了定向水力压裂顶板弱化技术参数,并在81020工作面进行了现场试验,试验效果良好。     

塔山矿临空巷道高压水致裂卸压技术应用

本文介绍了塔山矿在解决临空巷道应力集中以及矿压显现严重的时采取的高压水致裂技术的应用情况,包括高压水致裂技术方案、注水参数、注水效果及注意事项等。塔山矿高压水致裂卸压技术的成功应用,可以为相同条件的矿井提供参考依据和技术支持。     

神农煤业坚硬顶板切眼预裂爆破弱化技术应用

为避免采空区坚硬顶板大面积悬顶造成的安全事故,以神农煤业15101工作面顶板赋存K2石灰岩为工程背景,提出采用预裂爆破方法提前破坏坚硬顶板结构,避免采空区形成大面积悬顶现象。基于此,设计了工作面液压支架布置方案、预裂爆破弱化顶板方案。矿压观测结果显示,采用该技术后,初次来压步距减小了56.6%,初次来压强度降低了7.6%,表明了坚硬顶板切眼预裂爆破弱化技术的优越性和合理性。     

水力致裂弱化坚硬顶板保护邻空巷道现场试验

针对马脊梁矿邻空侧巷道围岩变形量较大、矿压显现剧烈等问题,进行水力致裂弱化坚硬顶板的工业性试验。通过有无切顶试验对比,观测监测孔及钻孔应力计压力波动情况,分析了坚硬顶板水力致裂的效能。研究结果表明:通过对坚硬顶板进行切槽,可有效弱化顶板岩层,降低工作面应力集中。现场工业性试验验证了水力致裂的可靠性,治理邻空侧巷道矿压显现效果显著,不仅实现了8103工作面的正常回采,也为该矿提供了一项降低邻空侧巷道围岩应力集中的措施。     

倾斜薄煤层切顶巷预裂顶板防治冲击矿压技术研究

针对倾斜薄煤层坚硬顶板型冲击矿压灾害的预防及控制问题,提出了切顶巷预裂顶板防治冲击矿压技术。采用理论分析、相似模拟、微震监测等研究方法,分析研究了切顶巷预裂顶板防治冲击矿压机理、切顶巷控制顶板破断减弱煤层应力集中的效果,并对切顶巷布置参数进行了优化。研究结果表明：切顶巷在坚硬顶板中形成了预裂弱化区域,工作面回采过程中,坚硬顶板因预裂弱化而破断步距减小,切顶巷控制了坚硬顶板的来压步距;同时减小了煤体应力集中,单个切顶巷区域,应力最大降幅可达29.4%,两个切顶巷协同作用时,应力最大降幅可达49.7%;同时在切顶巷预裂弱化作用下,矿震向工作面中下部转移,减弱了动载与工作面上部静载的叠加效应,有效降低了冲击危险。切顶巷间距应小于基本顶周期来压步距,按容许的来压步距在需要顶板预裂的区域进行成对布置,但其间距不宜小于10 m。     

古城煤矿N1302工作面顶板预裂技术应用

因N1302工作面顶板不易垮落,导致初采期间悬顶面积过大、矿压显现剧烈;拟采用深孔爆破预裂技术对顶板进行弱化,并设计了相关钻孔参数;工程实践表明,采用顶板预裂技术后,顶板弱化效果明显,较相邻工作面基本顶初次来压步距减少11.2 m;有效保障了工作面初采期间生产安全。     

坚硬厚层顶板爆破弱化条件下矿压显现特征分析

以新集二矿210108综采工作面为研究对象,制定了坚硬厚层顶板爆破弱化条件下的现场矿压观测方案。弱化顶板的效果由矿压观测数据进行考量,弱化后顶板结构破坏,两巷超前压力通过单体支柱压力值反应。通过对实测数据及矿压日报的整理分析,对采场矿压显现特征、顶板活动规律和超前支承压力分布规律进行了研究,并对初次来压和周期来压期间支架载荷变化及爆破前后周期来压情况进行了对比分析。确定了弱化条件下坚硬顶板来压位置及强度,支架整体能够满足生产需要,并提出了合理的两巷安全支护距离,以指导现场安全开采。     

五家沟煤矿5105工作面坚硬顶板控制技术研究与应用

为了解决5105综放工作面坚硬顶板不易垮落、来压剧烈等问题,确保工作面安全高效生产,确定采用深孔预裂爆破技术对坚硬顶板进行处理,设计了开切眼、两顺槽爆破弱化坚硬顶板的技术参数。实际应用及矿压监测表明,该技术达到了弱化坚硬顶板、降低来压强度、减少压架风险、保证安全生产的目的。     

特厚煤层坚硬难垮顶板控制技术应用研究

为解决司马煤矿1209工作面坚硬老顶垮落困难的问题,通过钻孔窥视法观测顶板岩层裂隙发育情况,采用理论计算、理论分析等方法设计具体的坚硬顶板控制方案,结果表明：采用水力压裂技术对顶板进行弱化后,老顶初次来压步距30.4 m,老顶来压期间未出现强矿压现象,该技术从预裂效果、经济、安全三方面均优于传统的预裂爆破技术,可推广使用。     

坚硬顶板弱化技术对工作面矿压显现规律的影响研究

针对坚硬顶板综采工作面来压步距大、矿压显现强烈、管理难度大等问题,以卡洼掌煤矿坚硬顶板条件为工程背景,在理论计算顶板垮落步距的基础上,提出切眼切顶爆破和两巷超前预裂爆破的顶板弱化技术,并对现场矿压数据进行监测,分析顶板弱化效果,研究结果表明:坚硬顶板整体性强、力学性能好,初次及周期来压步距均较大,经过对坚硬顶板采取爆破强制放顶技术,减小了工作面的来压强度,保证了工作面的安全高效生产。     

坚硬顶板深孔预裂爆破参数优化数值模拟研究

深孔预裂爆破是弱化坚硬顶板的一种有效方式,预裂爆破参数的选择对顶板弱化效果有很大影响。以山西某矿22205厚煤层坚硬顶板综放工作面的具体工程地质条件为背景,采用基于Hoek-Brown强度准则的岩体深孔预裂爆破影响区等效连续力学参数估算方法,运用FLAC3D软件建立了坚硬顶板深孔预裂爆破的三维数值计算模型,研究了不同的爆破孔距开切眼距离、爆破孔深度等关键参数对坚硬顶板初次来压的影响规律。在此基础上,合理设计优化了22205综放工作面坚硬顶板的深孔预裂爆破方案与参数,并进行了现场工程实践。现场矿压监测结果表明,采用深孔预裂爆破技术后,坚硬顶板的初次来压步距减小了约20m,显著改善了坚硬顶板来压期间的安全状况,保障了工作面的正常安全生产。     

特厚坚硬顶板控制机理和弱化技术研究

为了探讨特厚坚硬顶板合理的弱化方法,以山西晋城某矿15号煤层特厚坚硬顶板为研究对象,建立了顶板初次断裂前的固支岩梁力学模型及两种爆破方式的顶板力学模型,采用现场调查、实验室实验和理论分析相结合的研究方法,系统研究了工作面坚硬顶板超前弱化的技术手段、布置方案和预裂爆破装药量,确定了坚硬顶板弱化的超前深孔预裂爆破技术方案,和8.63kg/孔的所需装药量。工业试验结果表明,该弱化方案能缓和顶板矿压显现,对于坚硬顶板弱化效果明显,有效地解决了特厚坚硬顶板的弱化问题。     

同忻矿8106工作面坚硬顶板水压致裂技术研究实践

针对同忻矿8106工作面开采过程中坚硬顶板来压剧烈问题,提出了通过水压致裂对顶板强度进行弱化的方案。本文对水压致裂施工工艺流程进行了介绍,确定了水压致裂弱化顶板关键参数,在5106巷内进行了工业性试验,施工后顶板周期来压步距和强度都得到减小,巷道超前支护段内顶板基本无下沉,巷道变形量较小,支护效果良好,实现了工作面安全生产,该项研究对同等地质情况下坚硬顶板矿压控制有一定的参考借鉴意义。     

大采高综采面端头大面积悬顶处理方法探讨

结合大柳塔煤矿52505综采面回采期间两端头顶板三角区大面积悬顶的成因机理,对比分析了退锚、超深孔爆破预裂和高压水力预裂3种治理方案的利弊,结果表明,采用水力预裂效果最好,爆破预裂次之,退锚仅做为一种弱化顶板的辅助方法。通过对综采工作面三角区悬顶钻孔进行高压注水弱化顶板岩层而使其全部垮落,已取得成效。若采用高压水力预裂技术再辅以退锚技术,悬顶垮落效果将会明显提高。     

厚硬砂岩顶板水压致裂技术的应用

干河矿2-126综采工作面顶板为厚硬砂岩顶板,工作面来压步距长、矿压显现强烈,支架前方煤壁发生片帮垮落,威胁工作面生产安全.为解决坚硬顶板悬顶问题,提出水压致裂技术对顶板进行弱化.现场应用效果表明:采取水压致裂措施后顶板卸压效果明显,能够控制顶板及时垮落,工作面来压平稳,支架工作承受载荷在可控范围内,保障了工作面的正常生产.     

宁东矿区坚硬煤岩体工作面综合卸压技术回顾

宁东矿区坚硬煤岩性质顶板造成工作面基本顶悬空面积增大、支架不接顶倾倒、煤壁受压片帮、巷道收缩变形等一系列动力灾害;综合回顾了宁东矿区坚硬煤岩体顶板综合卸压技术发展现状,以金家渠煤矿综采工作面初采期间强制爆破坚硬顶板、羊场湾煤矿采用煤帮大直径钻孔+煤帮爆破钻孔卸压和顶板深孔预裂、金凤煤矿在运输巷采空区侧采用爆破技术进行定向预裂预留巷道、梅花井煤矿对其回风及运输巷采取水压预裂的方式提前切裂超前段顶板为研究对象,探讨爆破及水力压裂两种方式下的围岩弱化、应力转移、诱导矿压破煤的机理及现场试验过程,分析致裂后的岩层结构形态、矿压分布特点,进而探索出一套适合宁东矿区坚硬煤岩体的卸压技术及施工工艺。     

韩家洼矿综放工作面坚硬顶板深孔预裂爆破控制放顶技术研究

文章针对韩家洼煤矿22号煤层综放工作面坚硬顶板条件下顶板初次垮落步距大的实际情况,将深孔预裂爆破技术首次应用于22205工作面。现场钻孔窥视检验结果显示,孔内完整的围岩在爆破后出现了显著的竖向张拉裂隙,甚至还有裂隙贯通的情况,利用矿压观测结果显示,采用深孔预裂爆破后,22205工作面初次来压步距为55 m,而临近未采取深孔预裂爆破时的初次来压步距约为70 m,顶板初次来压步距提前了约15 m。本次研究成果可为综放工作面坚硬顶板弱化处理提供技术实践参考。     

顶板定向钻孔水压致裂工作面强矿压控制试验研究

针对神东矿区布尔台煤矿42107工作面回采过程中频繁发生的强矿压显现问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测方法,对井下定向钻孔水压致裂顶板厚硬关键层控制工作面强矿压显现进行了研究。研究结果表明:4-2煤层顶板厚度约22 m的粉砂岩亚关键层2是影响工作面强矿压显现的主要因素;理论分析通过顶板弱化降低亚关键层2的强度,在一定程度上能够削弱工作面强矿压;通过减小亚关键层2破断块体竖向节理的摩擦角以模拟顶板致裂效果,亚关键层2弱化改性后,42107工作面两侧的区段煤柱以及实体煤壁上的支承压力峰值显著降低,减小幅度约18.3%;实际在42107工作面顶板布置了3个定向钻孔,由该工作面内11台液压支架在致裂前后的工作阻力曲线得出,来压期间支架最大工作阻力由22 535 kN减小至19 599 k N,周期来压步距则由致裂前的21.0 m减小为致裂后的16.9 m,表明定向钻孔水压致裂覆岩关键层能够较好地控制工作面强矿压显现。     

厚砂岩顶板薄煤层矿压弱化技术实践研究

针对厚砂岩顶板薄煤层短工作面矿压弱化技术在实践过程中存在的问题,以祁东煤矿8231工作面为背景,对工作面进行了厚砂岩下薄煤层短工作面开采顶板管理技术研究。采取超前预裂爆破弱化厚砂岩顶板来压的原技术,对顶板深孔预裂爆破、风巷顶板超前预裂爆破辅以浅孔强制放顶措施,解决了厚砂岩下薄煤层短工作面开采期间,工作面冒落不充分这一难题。结果表明:工作面顶板预裂切断顶板的完整性,增大了冒落带高度,有效解决了工作面“四含”水的威胁,避免了出水压架的风险;工作面老塘顶板冒落充分,不会出现来压剧烈顶板大面积垮落现象,防止因顶板大面积垮落带来的冲击波对施工人员的伤害,避免采空区瓦斯瞬间大量涌出造成瓦斯超限的风险。