比德煤矿地应力场测试及分布规律

根据应力解除法的基本原理,采用KX-81型空心包体应变计、完全温度补偿和智能化、数字化应变仪等技术,测试了比德煤矿的原岩应力,其结果表明:矿区原岩受到岩体自重应力和构造应力的共同作用,最大主应力σ1和最小主应力σ3为水平方向,中间主应力σ2为铅垂方向,并约等于上覆岩层的自重应力,且3个主应力大小与埋深呈线性关系。根椐地应力测试结果,分析了矿井巷道布置与地应力的关系,得到巷道受力的边界条件,为深入研究巷道稳定性与支护设计提供了科学的理论依据。     

保德煤矿地应力测试及分布特征分析

为明晰保德煤矿地应力分布状态及特征,改善巷道围岩支护效果,采用水压致裂法开展了井下地应力实测。测试结果表明,测试区域构造应力占据主导地位,三向应力间的关系为SHSvSh;最大水平主应力值为12.24～13.51 MPa,方向位于N56°E～N61°E;最大主应力与巷道夹角约为67°,对巷道围岩的稳定性有着较大影响。明确了保德煤矿巷道所处的应力环境及应力分布特征,为保德煤矿巷道围岩稳定性分析及支护参数设计提供了工程指导和参考。     

旗山煤矿深部地应力场测试及分析研究

根据旗山煤矿井下技术条件和地质条件,采用空心包体应变法对旗山煤矿深部地应力场进行了现场测试,取得了十分重要的现场原始数据,并根据这些数据系统分析了该矿深部地应力场与区域地质构造之间的关系,总结了该矿深部地应力的分布规律。并对该矿井的巷道优化布局、断面选择、巷道支护及煤层开采提出了建议。     

浅部煤矿井下地应力分布特征研究及应用

采用煤矿井下小孔径水压致裂地应力测量装置,在山西、陕西、内蒙古、宁夏、新疆等5省（自治区）的10余个浅部煤矿区,进行了88个测点的地应力测量,最浅测点的埋深仅为38 m。根据地应力测量数据,分析了浅部煤矿井下地应力分布特征与变化趋势,并与深部煤矿进行了比较。通过实例分析,介绍了地应力测量结果在浅部煤矿井下工程中的应用情况。浅部煤矿井下地应力受多种因素影响,测量数据离散性很大,随测点埋深的变化规律不明显;地应力场以σH>σh>σV型为主,水平应力占绝对优势。最大水平主应力与垂直主应力的比值主要集中在1~3之间;最小水平主应力与垂直主应力的比值大部分在0.5~2.0;平均水平主应力与垂直主应力的比值大多处于1.0~2.5;最大主应力与最小主应力之差同垂直主应力的比值离散性较大,最大值超过2。将地应力测量数据应用于浅部煤矿煤柱尺寸优化、锚杆支护参数设计,在保证巷道安全与支护效果的前提下,提高了煤炭资源采出率,降低了巷道支护成本。     

开滦赵各庄矿深部地应力特征研究

随着开采深度的增加,不同采煤工艺下的矿压显现问题的研究越来越重要。本文简单介绍了开滦赵各庄矿深部地应力的实测原理与技术、测试方法和测量结果,对矿井深部地应力特征进行了分析,为今后工程设计、层位选择、支护方式等多方面的工作提供参考。     

中国煤矿井下地应力数据库及地应力分布规律

收集了采用井下小孔径水压致裂地应力测量装置获得的煤矿地应力数据,以及其他采用应力解除法、水压致裂法等获得的煤矿地应力数据,共计1 357条。在此基础上建立了“中国煤矿井下地应力数据库”,绘制了中国煤矿矿区地应力分布图。分析了我国煤矿井下地应力分布特征和主要影响因素,取得以下研究成果:① 埋深是影响煤矿井下地应力的重要因素。垂直应力总体上随埋深增加不断增大,但数据存在一定的离散性。最大、最小水平主应力总体上也与埋深呈正相关关系,但数据离散性更大。② 在浅部煤矿,地应力类型主要为逆断型应力状态(σH>σh>σV);在千米深井,主要为正断型应力状态(σV>σH>σh);介于两者之间主要为走滑型应力状态(σH>σV>σh)。③ 水平应力与垂直应力的比值(包括最大、最小水平主应力与垂直应力的比值;平均水平主应力与垂直应力的比值;最大水平主应力与最小水平主应力之差与垂直应力的比值),埋深越小,这些比值离散性越大,分布范围越广。随着埋深增加,比值的离散性和范围越来越小,并逐渐趋于某一定值。④ 粉砂岩、细砂岩、泥质砂岩和泥岩4类岩性地应力数据统计结果表明,总体上,岩石强度越高,承受的水平应力越大。⑤ 弹性模量较大的岩石,水平应力较高;弹性模量较低的松软破碎岩层,水平应力较低。     

潘三煤矿13号煤层地应力分布规律研究

利用空心包体应力计法在潘三煤矿二水平东翼13-1煤采区、西三C组中部采区共计6个测点进行了地应力测量工作,分析得出了潘三煤矿深部地应力分布规律:最大主应力接近水平,且明显大于垂直应力,地应力场中水平主应力占主导优势地位,水平主应力接近于南北向,采区巷道受水平主应力方向性影响显著。深部地应力场中最小主应力σ₃略小于垂直应力σ_v,中间主应力σ₂略大于垂直应力σ_v,地应力场呈现σ₁>σ₂>σ_v>σ₃的应力关系,测试结果可为潘三煤矿开采过程中的巷道支护和煤炭安全高效开采提供科学依据。     

中国煤矿矿区地应力场特征与断层活动性分析

地应力场研究是岩石力学与采矿工程中的一项重要工作,随着煤矿向深部开采,地应力的作用更加凸显。通过回归分析优化处理后的中国煤矿矿区219组实测地应力数据,对中国煤矿矿区地应力场分布特征及其与断层活动性的关系有一些新的认识。目前中国煤矿矿区的地应力场类型主要以σ_Hσ_hσ_v型和σ_Hσ_vσ_h型为主,但σ_Hσ_vσ_h型居多;研究区以高地应力值矿区居多,中等应力和超高应力值矿区也占有一定比例,低应力值矿区最少;最大水平主应力、最小水平主应力与垂直主应力均随深度呈几乎线性增长关系,水平构造应力处于主导地位;随着埋深的增加,3个侧压系数呈现减小的趋势,KH向1.31趋近,Kh向0.74趋近,Kav向1.03趋近;水平差应力值分布离散,其大小范围为0.85~19.51 MPa,平均为8.80 MPa;最大与最小水平主应力的比值主要集中在1.50~2.00;在当前的应力状态下,摩擦因数取0.6,1.0时,研究区断层不易出现滑动失稳现象,在整体评价研究区断层稳定性时,断层滑动失稳标准取摩擦因数为0.6比较合适。     

矿井深部地应力测试及分析研究

对矿山开采而言,地应力是引起采矿工程围岩、支护变形和破坏、产生矿井动力灾害的根本原因。在诸多影响采矿工程稳定性的因素中,地应力是最主要和最根本的因素之一,准确的地应力资料是确定工程岩体力学属性,进行围岩稳定性分析和计算、预测矿井动力灾害,实现采矿工程设计和技术决策科学化的必要条件。     

凡口铅锌矿深部矿床地应力测试

采用应力解除法测试了凡口铅锌矿深部矿床-550m中段和-650m中段两个测点的地应力，分析计算了地应力的大小和方向。其结果表明：凡口矿深部矿床地应力场为构造应力场，3个主应力均为压应力，最大主应力为近似水平应力，其方向基本与矿体走向平行，最大主应力与垂直应力比值在1．02～1．7之间。     

永川煤矿局部降温系统的研发与应用

矿井深部开采地温随采深增加而增高,矿井高温热环境不仅降低了工人的劳动生产率,影响矿井经济效益,而且还严重地危及到矿工的身体健康和矿井的生产安全。矿井高温热害问题已成为制约煤炭工业发展的瓶颈,成为煤矿顶板、瓦斯、水、火、粉尘之后的第六大灾害。建立可靠、有效和经济的矿井热害防治关键技术体系,从而提高矿井生产效率,实现矿井的安全高效与可持续发展。     

新集矿区地应力场类型及特征分析

新集矿区构造格局属淮南构造单元,利用4个钻孔不同深度的地应力数据,通过数据处理和回归分析表明,新集矿区属典型的构造应力场类型。水平主应力随着深度的变化呈分阶段的变化趋势,垂直主应力随着深度的增加逐渐增大。该区的侧压比曲线介于Hoek-Brown内包线和中值线之间,且浅部形态较陡。     

永川煤矿爬底板采煤工作面安全措施

以永川煤矿-37603采煤工作面为实例,提出了防止各种安全事故的详细措施,实践表明,这些措施对促进煤矿安全生产起到了积极的作用。     

潘北煤矿地应力测量及其特征分析

为了了解潘北煤矿上覆围岩和岩层的稳定性情况,并且研究该矿地应力场的分布特征,利用空心包体应力解除法对该煤矿-490 m东翼第二抽水巷进行了地应力测量,获得了该矿的三维地应力的大小和方向。结果表明,该区域地应力以水平应力为主导,最大主应力近东西走向,是最小主应力的1.72~1.75倍;中间主应力与垂直方向的夹角平均为6.39°,这些与该矿区的地质构造有很大的关系。根据实测的地应力结果对原支护方案进行了优化,且优化效果明显。     

永川煤矿井下高温硐室热环境分析

针对永川煤矿井下特定的高温硐室(水泵房、绞车房和变电所)内的热环境进行了实地测量。根据测定温度、湿度和风量结果分析其高温热害程度。采用黑箱法计算硐室热源散热量,同时采用新风处理法计算了全部新风和半新风处理状态下硐室降温所需冷负荷。最后,在分析硐室高温热害特点的基础上提出采用地面用空调防隔爆处理后进行硐室降温,可以丰富和完善我国矿井降温装备体系。     

西曲矿12315运输巷矿压显现特征及支护技术

西曲矿12315运输巷成巷后围岩变形破坏严重,通过现场勘查和矿压监测研究表明,临近工作面采动影响下,顶板严重下沉,底板遇水膨胀底鼓严重,采用“强顶强底”的支护理念,增加顶板锚索数量提高顶板的支护强度,采取底板隔水措施抑制底鼓。现场应用后矿压监测结果表明,采动影响下巷道顶板离层量很小,底板底鼓量最大为208 mm,顶板下沉量小于60 mm,两帮总相对移近量小于73 mm,巷道变形量能够满足工作面回采期间的正常使用。     

倾斜煤层矿山开采沉陷分析

运用实测数据分析、模型试验和数学模拟方法，研究某倾斜煤层矿山开采过程中的沉陷和岩层移动。根据模型理论建立了相似模型，用2D-σ程序进行数值模拟。结果表明，沉陷和水平移动曲线不连续也不平滑，由于地质条件的影响，其变化是不对称的。得出沉陷参数、水平移动参数、顶部下沉量和其他用于预测地面移动的参数。这些参数值与当地采矿条件一致，有助于开采作业。实践证明，研究结果对预测地面移动和下沉有益。     

三道沟煤矿矿压显现特征及围岩控制方法

针对厚煤层大采高工作面开采存在的矿压显现及围岩控制问题,本文以三道沟煤矿85201工作面开采为工程背景,采用相似模拟、数值分析与现场监测相结合的方法进行了详细研究。研究结果表明:随着回采工作面的推进,基本顶呈现周期性断裂,冒落平衡拱的存在有利于限制覆岩的垮落;基本顶上方主要为剪切破坏,切眼位置主要为拉伸破坏,超前支撑压力最大影响范围约为250m;矿压显现主要表现为瞬间来压后迅速降低并发生反弹,初次来压步距及来压周期分别为75m和22.5m,矿压显现在切眼两帮更加显著。据此,本文提出的坚硬顶板预裂爆破方法,可实现对坚硬顶板围岩的有效预控,为类似条件煤矿安全高效开采提供借鉴。