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。     

近水平远距离下保护层开采卸压范围

为了确定晋城矿区保护层开采的卸压保护范围,采用相似模拟、现场实测的方法,研究了保护层开采过程中被保护层的竖向变形规律,得出了保护层开采的有效卸压范围,为相似条件下保护层开采及被保护层巷道布置提供依据。研究表明:保护层开采后,被保护层煤体出现明显的竖向变形,沿工作面推进方向上依次分为压缩区、膨胀区、卸压膨胀区、膨胀区、压缩区;沿煤层上山方向的有效卸压保护角为81.6°,下山方向的有效卸压保护角为79°,走向有效卸压保护角为67.7°;在工作面后方37 m以远,3#煤体膨胀逐渐趋于稳定膨胀值为93 mm,膨胀率为1.55%,煤体卸压充分。     

小秦岭井巷工程岩爆控制试验

 有岩爆倾向岩石遇到较高的支承压力时常发生岩爆.为了控制岩爆,依据支承压力分布规律,借助钻孔受压变形释放部分集中应力,并借助爆破震动引起支承压力峰值向岩体深部转移而增加减压区的承载能力.现场爆破试验得到了巷道、马头门和竖井掘进的岩爆控制施工参数及防范卡钻的措施.试验表明：超深钻孔与掘进进尺的比例达到2~3时可成功控制掘进端面的岩爆,呈三角形布置超深钻孔可成功控制巷道、马头门及竖井掘进的端面岩爆,间隔1.5~2.5m布置深2.0~3.0m的震动炮孔可以成功控制巷道帮墙或竖井井壁的岩爆,光面爆破或台阶光面爆破成巷并临时锚杆支护码头门能避免冒顶或片帮.     

高压水射流割缝防治冲击地压的实验研究

冲击地压是一种主要的矿山灾害,它的发生一般是突然的并难以预见的,所以容易造成人员及财产损失。因此需找一种经济有效的卸压方法以防治冲击地压就成为了矿山减灾工作的重要课题。与传统的大孔径机械钻孔方法及水射流钻孔方法相比,利用现有小孔径进行水射流割缝卸压的方法具有更良好的卸压效果,并且对设备的要求比较低。因而被证明是一种行之有效并易于推广的防冲方法。     

双向手柄旋转式百叶窗自动卸压机构

黑龙江龙煤股份公司鹤岗分公司井下使用的风门，由于矿井通风负压关系影响，存在风门开启困难的问题。风门间如何实现开门卸压一直是该煤矿未能很好解决的技术难题。本文设计的双向手柄旋转式百叶窗自动卸压机构解决了风门开启困难的问题，实现了卸压、开门在短时间内一气呵成，并且操作快捷方便，同时又可兼做两道风门间嘹望窗使用，能够相互观看到另一道风门的状况，是否通车、行人、联锁机构是否正常。此装置具市场前景广阔。     

开切双卸压槽井壁与表土共同作用的力学特性

利用ANSYS分析软件对开切双卸压槽井壁与表土共同作用的受力机理进行了分析。通过计算可知，开切单卸压槽后内层井壁竖向应力衰减率为38．6％左右，开切双卸压槽后内层井壁竖向应力衰减率为59．5％左右。由此可见，开切双卸压槽极大地改善了内层井壁的受力状况。内层井壁开切双卸压槽后，当地表再次下沉且下沉量小于卸压槽的允许压缩量时，井筒内、外壁和地层变形协调，内层井壁上的竖向应力以及外壁上的竖向摩擦力均没有急剧变化。     

钻孔卸压防治巷道冲击地压的数值模拟

基于ADINA有限元分析软件,对某矿巷道冲击地压应力集中区钻孔卸压效果进行了数值模拟研究;根据实际开采条件建立了ADINA有限元模型,通过模拟3,5,8 m不同钻孔深度,得到了巷道垂向应力图,分析了不同钻孔深度的卸压效果.数值模拟结果表明:在3种钻孔深度的对比下,钻孔深度越深,卸压效果越明显.冲击地压应力集中区钻孔卸压数值模拟对工程应用具有一定指导意义.     

远距离下保护层开采上覆被保护层卸压效应研究

从实践工作经验的角度上来说,针对保护层进行开采的最主要目的在于确保被保护煤层能够得到充分的卸压,因此在消除煤与瓦斯突出问题的过程当中有着至关重要的作用与意义。本文首先研究分析了远距离下保护层开采作业的基本情况,进而提出了基于FLAC模型的数值模型的构建作业,在此基础之上,通过对数值模型计算结果的分析,总结了整个远距离下保护层开采上覆被保护层的卸压效应。     

冲孔卸压抽采技术在突出煤层瓦斯治理中的应用

为了提升突出煤层瓦斯治理效率,增加采面回采巷道掘进速度,在9141底板瓦斯抽放巷内施工水力卸压钻孔对突出煤层进行增透,并对水力冲孔卸压钻孔布置进行设计,有效提升了煤层瓦斯抽采效果。结果表明,采用水力冲孔卸压技术后,瓦斯钻孔流量、浓度为普通穿层瓦斯抽采钻孔流量的2倍以上,流量衰减系数为未冲孔卸压瓦斯抽采钻孔的52%;9141回风巷在水力冲孔卸压段月进尺可达85 m,进尺量较普通穿层钻孔抽采段增加35 m。     

煤岩特性对应力分布影响的实验研究

为了治理冲击矿压灾害,采用数值模拟方法研究了井巷周围煤岩体的力学特性对应力分布的影响。研究结果表明,巷道周围煤岩体的体积弹模、内聚力和内摩擦角均对应力分布有较大的影响。根据这个结果,可采用卸压爆破的方法,改变应力分布状态,减小或消除冲击矿压危险。