深部工作面构造区域冲击地压缺陷技术研究

围绕深部工作面构造区域冲击危险性问题,对工作面地质条件和开采环境等方面进行了研究。根据巷道顶底板及两帮受力状况,建立了相对应的力学分析模型,分析得出了巷道顶底板及两帮的破坏准则。通过理论分析结合实际情况,在工作面建立了以缺陷技术为主的冲击地压防治方案,为安全开采提供了帮助。     

复杂开采条件工作面冲击影响因素及危险区域分析

为解决开采条件复杂且煤体具有强冲击倾向性的工作面容易发生冲击地压的问题,以特定工程为例,通过研究冲击地压的影响因素(包括开采深度、冲击倾向性、原岩应力、顶板岩层结构特征、煤层厚度变化、地质构造、开采技术条件),确定各因素对冲击地压的影响程度.采用数值模拟方法分析工作面开采过程中煤柱应力分布以及演变规律,确定煤柱的冲击危险性,并运用多因素耦合法和模糊综合评判的方法确定工作面冲击地压的危险性和危险区域.研究表明:在对冲击地压影响因素进行分析的基础上,采用多因素耦合法对开采条件复杂的工作面进行冲击危险区域预测具有科学性与实用性,有助于受冲击威胁工作面的安全回采.     

倾斜煤层含矸煤柱区应力状态及防冲技术研究

针对倾斜煤层分层开采综放工作面临空侧含夹矸层巷道变形量大、冲击危险性高的问题,构建了侧向悬顶临空煤柱受力模型,运用数值模拟方法对工作面回采过程中煤柱区域围岩应力场和塑性区变化进行研究。研究结果表明：在煤柱弹性变形阶段,煤柱支撑力、变形量、煤柱积聚弹性能随着悬顶长度的增大而增大;临空煤柱在巷道区域存在夹矸弱层时,沿夹矸面产生的应力集中区致使巷道变形量增大,诱使周围煤岩运动加剧;当临空侧煤柱上方巷道顶板不易发生破坏时,可形成弹性能的良好载体和传递通道,造成巷道应力集中,加剧冲击地压发生危险性。同时,针对含矸临空煤柱自身抗破坏能力较差问题,提出远近结合、分批次的卸压方式,制定了顶板预裂、煤体爆破方案,有效降低巷道帮鼓变形量,微震震动点向远离工作面方向上方顶板偏移,冲击地压危险程度明显降低,有效保证工作面安全回采。     

深部动压影响条件下巷道矿压显现规律研究

某煤矿进入深部开采后,矿压显现特征明显,巷道受动压影响剧烈,变形严重,给巷道支护、煤柱留设等工作带来了很大的困难。针对这一问题,以该矿深部开采条件为背景,通过现场观测的方法研究下部煤层工作面开采对邻近采区工作面回采巷道的影响规律。总结出了深部动压影响条件下巷道的变形特征,并对其影响范围进行分区,为深部动压影响条件下巷道的合理布置、支护设计、煤柱留设等工作提供了依据。     

赵各庄矿3137深部孤岛工作面冲击地压危险性研究

赵各庄矿3137工作面为深部孤岛工作面,埋深大,煤层厚,地质构造复杂,边界煤柱不规整,存在较大的冲击地压危险性。本文采用可能性指数诊断法和经验类比法进行综合的冲击地压危险程度分析和危险区域划分,为本区域冲击地压的预测和防治提供了保障。     

孤岛煤柱冲危险性分析及开采技术

矿井在生产过程中,常常留下采区上下山孤岛煤柱,且煤柱内残留巷道往往是纵横交错。本文首先对孤岛煤柱冲击地压危险性进行了详细的分析,然后简要谈谈东欢坨矿2286工作面开采技术。     

回采工作面冲击危险性评价及防治技术研究

唐口煤矿5 3 0 1工作面采深近千米,在高采深条件下,巷道所处的围岩应力环境大为改变,高应力现象将尤为突出,由此带来的冲击地压等煤岩动力灾害已成为影响矿井安全生产的一大难题。为防止深井条件下破坏性冲击地压的发生,该文采用综合指数法进行工作面冲击地压危险性评价,利用钻孔卸压和爆破卸压进行冲击地压防治,为5301工作面安全开采提供了保障。根据对唐口煤矿5301工作面冲击地压危险性评价方法与防治技术的研究,对具有类似条件下的煤层开采,具有相应的借鉴作用。     

赵各庄矿3137工作面冲击危险性评价研究

赵各庄煤矿3137工作面具有埋深大、临近采空区、存在褶曲和断层构造等特点,且煤层具有弱冲击倾向性,因此工作面存在发生冲击地压的可能.为较为准确和定量的确定工作面的冲击地压危险性,本文综合运用综合指数法、可能性指数法和经验类比法等危险性评价方法,进行了工作面冲击地压危险性的评价;从地质和开采两方面确定工作面具有中等冲击危险性,分析了工作面内某一点冲击地压发生的可能性,并进行了工作面冲击地压危险区域的划分和危险等级的确定,为工作面的安全采掘提供了可靠地保证和依据.     

深井综放采场区段巷道内错采空区布置开采技术

针对深井综放采场沿空区段巷道冲击地压难以控制、巷道支(维)护难度大问题.提出一种区段巷道内错采空区布置(简称负煤柱),并配套高档普采段合理支护技术、工作面平缓变坡技术和工作面防火技术.经过现场应用,该技术防治冲击地压效果显著,有效控制巷道变形,减小巷道支(维)护难度,有一定的应用价值.     

赵各庄矿3137工作面冲击地压监测方法研究

赵各庄矿3137工作面属于深部孤岛工作面,地应力集中,存在较大冲击地压危险性。本文采用钻屑法和电磁辐射法进行冲击地压监测,为本区域冲击地压的防治提供了保障。根据对3137工作面冲击地压监测方法的研究与应用,对下一步高复杂应力条件下煤层开采具有一定的指导意义,同时,对于具有类似条件下的煤层开采,具有相应的借鉴作用。     

郭屯煤矿深部工作面支承压力规律和煤柱破坏研究

围绕深部工作面巷道变形问题,对工作面超前支承压力、断层区域支承压力和煤柱变形破坏等方面进行了实测研究。根据顶板下沉和围岩应力变化规律,以巷道观测为基准,建立了以理论分析和实测研究为主的深部工作面矿压观测方案。通过对实测数据的分析,得出了郭屯煤矿深部工作面矿压规律和煤柱变形破坏情况,为工作面安全开采提供了帮助。     

大埋深高地压弱结构面顶板岩层诱发冲击地压离心模型试验

针对赵楼矿井首采区近1 km深部拟开采的3煤(即山西组稳定可采煤层)冲击地压问题,考虑断层切割顶板的实际情况,概化出弱结构面顶板工程地质模型并进行离心模型试验。研究结果表明:对于离心模型模拟的弱结构面顶板条件,直接顶来压过程中煤柱压力较低,而老顶来压过程对煤柱受力的影响明显,是引起冲击地压的主要动力来源;顶板被断层切割时,顶板岩层的完整性受到破坏,应力在构造部位重新分布,形成构造应力集中,是引发冲击地压的危险部位;回采工作面揭露断层后,下盘顶板沿断层面失去煤体支撑而形成悬臂梁,由此大大降低了顶板的支撑强度,容易发生因顶板突然断裂而形成的冲击压力,这种构造条件下厚-巨厚层极坚硬顶板易发生冲击地压。研究结果为赵楼矿井巷道的合理布置、支护及采动冲击地压的潜势性评价提供了重要的参考依据。     

冲击地压工作面爆破卸压效果的数值模拟

随着煤矿开采深度增加，综放开采回采巷道易发生冲击地压危害。研究综放工作面回采巷道冲击地压发生机理，结合工程实例，运用FLAC^3D软件模拟综放面回采。分析了采用卸压措施前后煤层顶底板及两帮煤体移动变化规律、深部煤岩体受栽及变形破坏规律、煤层应力变化及转移规律。研究结果对防治冲击地压有一定参考价值。     

济宁三号煤矿沿空巷道侧向支承压力分布规律研究

为研究深部厚煤层综放沿空掘巷巷道侧向支承压力分布规律,以济宁三号煤矿123_下04工作面窄煤柱沿空掘巷巷道为工程背景,采用数值模拟、理论分析与现场实测相结合的方法对沿空巷道煤柱垂向应力进行分析研究,得出煤体和煤柱上的支承压力分布规律。结果表明,深部厚煤层综放沿空掘巷巷道侧向支承压力分布与常规支承压力分布规律一致,煤体侧支承压力峰值为40 MPa,峰值距煤壁5.7 m,支承压力影响范围为27～32 m,煤柱上的支承压力峰值为35.5 MPa。研究为深部厚煤层综放沿空掘巷时巷道的开掘和支护提供理论依据,并为相似开采条件下的矿山生产提供参考。     

大直径煤层钻孔注水压裂防治冲击地压数值模拟

为消除冲击地压危险性,采用数值分析方法模拟大直径煤层钻孔注水压裂过程,分析单孔不同侧压系数和多孔不同布置方式下注水压裂效果.研究结果表明:注水使煤层大范围卸压,产生的大量裂隙削弱煤体应力,水的作用改变煤体的物理力学性质,有效防治冲击地压发生;裂缝扩展方向与侧压系数相关,随侧压系数增大,裂缝扩展方向由竖直方向转为水平方向;不同钻孔布置方式卸压效果不同,沿垂直方向四方布置卸压范围比单排布置和三花布置高出35.8%和31.3%,四方布置更适合于冲击地压矿井厚煤层开采,分析结果对冲击地压矿井安全开采具有重要指导意义.     

赵各庄矿3137面超前支承压力分布研究

赵各庄煤矿3137东一工作面为深部开采工作面,通过数值模拟和现场实测进行了工作面超前支承压力明显影响范围和峰值位置的模拟和观测,得到了工作面超前支承压力影响范围35 m,峰值位置为18～20 m的应力分布的规律,为工作面巷道超前支护和冲击地压的防治提供了参考.     

陕蒙深部矿区基于防冲的区段煤柱宽度研究

以陕蒙深部矿区纳林河二号井双巷快速掘进条件下首个临空工作面开采为背景，采用理论分析、数值模拟和现场监测等方法，研究了不同宽度区段煤柱应力分布规律，揭示了宽区段煤柱应力叠加诱冲机理，并在此基础上指出下阶段基于防冲的窄区段煤柱宽度设计方法。研究结果表明：宽区段煤柱受采空区侧向支承压力、走向支承压力和上覆厚硬岩层破断产生的动载应力等多个因素影响，当形成的叠加应力达到冲击发生的临界应力时，将使冲击显现；下阶段纳林河二号井留设区段煤柱宽度为5～7 m较为合理。陕蒙深部矿区其他类似条件矿井可在此基础上积极探索窄煤柱留设方式，以期降低临空巷道发生冲击地压灾害的可能性。     

多次动压下近距离煤层群覆岩破坏规律研究

应用不连续变形分析(DDA)方法模拟分析了邻近工作面开采和本工作面开采对上覆岩层及留设小煤柱的变形影响规律,再现了上覆岩层、留设煤柱及巷道的变形破坏过程,获得了小煤柱巷道在多次动压影响下的变形量、应力分布和破坏范围.随着开采的推进.工作面的上方会形成半椭圆形的应力场,由此可预测采空区上覆岩层的离层及关键层的形成.当下煤层开采通过邻近上煤层所留设煤柱对应位置时,留设煤柱所承受的载荷最大,在回采过程中可产生很大的应力释放,导致上覆岩层有大范围的离层,并由此引发地表大面积沉陷.此时要注意防范诸如冲击地压及地表沉陷地质灾害事故的发生.     

采煤工作面冲击地压的解析分析

运用煤层塑性软化理论，通过解析分析，导出了采煤工作面附近煤层和顶板的变形与应力分布规律，运用极值点失稳理论，给出了煤体开始软化时的采空区跨度与顶板所受压力之间的关系，计算了采煤工作面产生冲击地压时采空区跨度与载荷间关系。采煤工作面冲击地压的分析方法可推广应用于巷道和煤柱冲击地压的分析，为煤矿安全生产和预防冲击地压提供一定的理论参考。     

大倾角厚煤层软弱围岩煤柱支承压力监测分析

大倾角软弱围岩环境下,工作面巷道扰动区内煤柱应力变化及分布特征复杂.开采扰动、煤厚及倾角因素的影响易造成区域内巷道围岩局部附加变形失稳和支护失效,而理论推导和定量验证得到的护巷煤柱参数往往与实际差别较大.基于现场地质力学调查,借助钻孔应力探测仪对工作面主运巷下帮护巷煤柱纵向和倾向移动支承压力显现特征进行了监测分析.得出纵向和倾向移动支承压力峰值位置和分布范围,并根据弹塑性极限平衡理论对峰值位置进行了计算和对比分析,为改善巷道维护状态和提高煤炭资源采出率及类似条件下的厚煤层开采提供有益借鉴.