星村煤矿冲击矿压综合防治技术研究与应用

星村煤矿深部冲击矿压危险问题突出。分析了E3101里面两集中巷冲击矿压危险性及影响因素,提出了冲击矿压防治方案:首先采用微震区域性监测、电磁辐射局部危险性监测及钻屑法进行冲击矿压危险性监测,其次依据冲击矿压的强度弱化减冲原理,采用钻孔卸压、煤体爆破等软化煤体手段解除冲击矿压危险,最后根据"强弱强"理论对已卸压的巷道形成高强度支护体系,制定并落实危险区域应急救援预案。实践证明,通过多种冲击矿压危险监测、预测预报与冲击矿压解危技术、深井支护技术的综合应用,在一定程度上可以控制深部矿井开采中的冲击矿压灾害。     

冲击矿压对矿井生产的影响及其控制

本文分析了冲击矿压现象的成因和机理、发生的条件、矿井影响冲击矿压发生的因素,及其所表现出的几种状态。并针对具体情况,在现有的技术条件下,采取行之有效的防治措施,消除或减少冲击矿压事故。     

基于支持向量机的矿压监测数据预测研究

冲击矿压具有非常复杂的行为特征,矿压监测数据隐含着冲击矿压系统参与演化的全部变量的信息,可以利用矿压监测数据对冲击矿压预测。文章首先对矿压监测数据进行混沌分析,构建混沌矿压监测数据的相空间,利用支持向量机建立矿压监测数据的预测模型。经与神经网络预测模型进行比较,文章所提出的基于支持向量机的矿压监测数据预测模型更加准确有效。     

东荣二矿回采巷道冲击矿压防治

为有效防治东荣二矿17#煤层回采巷道冲击矿压事故,结合矿压事故调查情况,分析了影响冲击矿压发生的主要因素,提出了探、测、控有机组合的深部回采巷道冲击矿压控制原理及防治技术。结果表明：开采深度超过发生冲击危险的临界深度、煤中赋存半岛煤柱、支护结构不合理等是该矿冲击矿压发生的主要原因。超前勘探、围岩观测、适时预测、质量监测、方案对症、施设当机等冲击矿压灾变控制技术及钻屑法预测、钻孔卸压、松动爆破解危等综合防治技术措施应用于该矿,防治效果良好。该研究为东荣二矿深部煤层开采的冲击矿压防治提供了技术保障。     

浅谈冲击矿压防治技术及形成机理分析

冲击矿压作为一种特殊的矿压显现形式,已成为煤矿开采特别是深部开采矿井的主要灾害,严重威胁煤矿的安全生产。本文分析了冲击矿压的形成机理及条件,并根据产生的原因,探讨研究了冲击矿压的防治技术及其展望。     

首采面冲击矿压灾害防治技术探索

通过对冲击矿压灾害的分析 ,提出了防治冲击矿压灾害的技术方案和步骤 ,并对如何实施技术方案进行了介绍     

浅谈冲击矿压的预测及其防治措施

本文指出了冲击矿压的成因及其危害，概述了目前我国对于冲击矿压的各种预测防治措施。在矿井建设的各阶段，我们应采取不同方式进行冲击矿压预测。目前各种预测方法的主要工作就是围绕冲击矿压发生的强度条件和能量条件，分析煤层及围岩的应力、应变和变形能的变化与冲击矿压的关系。本文还对目前主要的两类预测方法——以钻屑法为主的局部探测法和系统监测法做了简介。若能对各种危险因素进行控制，严格把关，我们就可以尽量避免或减少煤矿事故的发生。     

回采工作面冲击矿压重点防范区域确定

为防止回采工作面冲击矿压对人员造成伤害,根据采空区硕板覆岩同心传播转移规律、近心多载规律及采空区周围煤岩体上的应力分布规律,确定了回采工作面冲击矿压的重点防范区域。实例证明：对于接续回采工作面,冲击矿压的重点防范区域位于工作面距离上出口20～30m内和距离工作面20～30m的上巷内。实例证明与理论分析结果吻合,该研究可为有效防治冲击矿压灾害提供参考。     

冲击矿压发生的规律及防治措施探讨

冲击矿压对采煤、掘进工作影响极大,应更深入、全面地进行研究。本文在总结冲击矿压形成一般规律的基础上,进一步提出了冲击矿压的防治措施。     

水旱交接处护巷煤柱冲击矿压控制

在水采工作面和旱采工作面交接的护巷煤柱处,极易发生冲击矿压事故.通过对冲击矿压机理的分析,认为冲击矿压的发生是由于积聚较高能量的受载煤体裂纹不稳定扩展所致.提出了增加卸载区的范围,促使煤体裂纹稳定扩展,降低单位煤体储能,从而控制冲击矿压发生的原理.给出了该条件下增加煤体孔隙率,减少瓦斯、空气流通通道的防治原则.在此基础上,给出了分段治理,注水和注浆相结合的防治方案.工程实践证明该方案是切实有效的.     

基于FAT-LPC法的深部开采岩爆风险分析

针对深部岩体开采中岩爆日益频发的现象,从岩爆事故发生的现实生产角度提出运用FAT-LPC法对深部开采岩爆事故可能发生的整个过程进行系统分析,分别利用FAT法和改进LEC法(即LPC法)依次递进对所有影响因素和主要因素进行定性、定量分析,综合找出诱发岩爆发生的最主要原因,并提出相应的预防措施,为实际深部开采防治岩爆发生提供一定的科学依据.     

深部巷道构造应力作用下岩爆过程的数值模拟

针对深部巷道岩爆现象,结合华丰煤矿深部开采的冲击地压问题,采用FLAC-Dynamic进行了深部巷道岩爆动力学计算分析.计算结果表明,发生岩爆时,巷道围岩的速度曲线和加速度曲线出现突变.在水平构造应力的作用下,巷道可能岩爆的过程是先从巷道的两帮开始,然后迅速扩展到巷道的顶、底板的过程.     

成兰铁路特长深埋隧道岩爆段应力特征

为了探究高地应力环境下深埋隧道岩爆发生机理,掌握岩爆孕育规律,本文通过现场测试、数值分析及室内实验,对平安特长深埋隧道岩爆段围岩的二次应力场进行了分析,探明了隧道岩爆发生的力学机制,并运用经典应力岩爆判据指标,预测判断出岩爆发生强度及位置。研究表明隧道侧壁处存在较大的压应力,是造成岩爆发生的主要原因;高地应力条件下,由于结构面等不利因素的存在,造成掌子面中部处原岩应力突发释放而引发高烈度的岩爆;在岩爆区段进行应力释放孔的布置,能够有效地释放原岩应力,减少岩爆发生的可能性。相关研究成果能够深化人们对于高地应力环境下岩爆发生机制的认识,为类似工程岩爆的防控及建设提供科学依据。     

圆形洞室岩爆成因分析及其地质灾害研究

在详细分析岩爆形成机制和传统经验判据的基础上，对岩爆产生条件及其产生部位作了预测，并提出了岩爆预防对策：设计阶段应对洞轴线进行选择、对洞室断面进行优化；施工阶段应进行超前应力解除、围岩软化，以及采用合理的开挖方式；合理选择围岩加固措施。     

岩爆结构面强度的弱化特征

岩爆破坏以其突发性与瞬间破坏性等特点,在工程中很难予以预防.本研究基于动力学与能量作用原理,通过固有振动频率等振动特征指标实现对边界剪切弹性系数的计算.在物理模型试验中,应用多普勒激光测振仪对岩爆体破坏全过程进行远程振动特征监测.试验得出,结构面强度的非协调弱化效应是岩爆发生的必要条件,结构面弱化的时空差异是发生瞬时性岩爆还是迟滞型岩爆的主要因素.当结构面弱化较慢时,则为迟滞型岩爆,反之,则为瞬时性岩爆.基于固有振动频率可识别岩体结构面的弱化速率,岩爆发生全过程中,结构面的总耗散能仅为赋存弹性能的0.06%,使得几乎所有的弹性动能都将转化为冲击动能,表现为岩爆体以高速的形式弹射出来.基于频率下降速率等监测数据分析,可识别岩爆结构面强度的非协调弱化特征.因此,增加固有振动频率等动力特征监测指标,无疑会进一步提高对岩爆孕育演化特征规律的认识,并在地下空间工程岩爆预警监测方面发挥重大作用.     

冲击地压危险性等级识别的随机森林模型及应用

 为快速、准确地预测冲击地压危险性,借鉴随机森林理论,选取影响冲击地压的10 项主要因素:煤层、倾角、埋深、构造情况、倾角变化、煤厚变化、瓦斯浓度、顶板管理、卸压、响煤炮声作为判别因子,建立冲击地压危险性识别的随机森林模型.利用重庆砚石台矿24 组实测数据作为学习样本建立随机森林分类器,在对样本分类的同时,计算预测变量的重要性值GI,发现构造情况为最重要的评价指标,其后是响煤炮声和倾角.利用其他12 组现场数据作为预测样本对该模型进行测试,预测结果与实际情况吻合较好.     

冲击地压电磁辐射连续监测预警软件系统

针对冲击地压监测过程中电磁辐射等信号数据量大、缺少深度分析及预警功能等问题,根据冲击地压的特点及前兆信息特征开发了冲击地压电磁辐射射连续监测预警软件系统,包括数据转发软件、服务器软件及终端软件.软件系统可对电磁辐射、瓦斯等信号进行监测与分析,具有数据存储、实时显示、历史数据查询、数据趋势分析、统计分析、预警和报表等功能,采用临界值法和动态趋势法预警,实现了对冲击地压的实时监测和预警.软件系统的应用结果表明:软件系统界面直观,功能实用性强,易于操作,运行稳定,在冲击地压和煤与瓦斯突出监测预警、矿压观测等方面具有广泛的应用前景.     

不同裂缝倾角诱导井底岩爆动态演化数值模拟

氮气钻井钻遇致密砂岩裂缝圈闭导致井底岩爆是QL1井恶性井喷事故的根本诱因,针对岩爆的动态演化过程进行系统分析并形成正确认识是恢复氮气钻井技术良性发展的紧迫需要.应用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics 4.3,建立井底逐渐接近裂缝的数值模型,以致密砂岩岩体内部微裂缝起裂时对应的等效塑性应变为判断标准,分别应用CWFS-DP(cohesion weakening and frictional strengthening-Drucker-Prager)强度准则、DP(Drucker-Prager)强度准则及MC(Mohr-Coulomb)强度准则进行平行数值计算,得到不同裂缝倾角诱导井底岩爆的动态演化过程.研究成果系统地解释了DX1井随钻监测参数的异常变化,不仅可为岩爆的防治提供理论基础,而且在石油工程领域可为深部岩体动力学失稳研究提供一个新的视角.