工作面单双巷顶板爆破应力演化规律研究

坚硬顶板是影响工作面冲击危险的重要因素,实践中常采用爆破技术对工作面顶板进行预裂和卸压。以田陈煤矿3煤层上方存在坚硬顶板的7202工作面为对象,采用理论分析、数值模拟、工业试验等方法,研究了不同爆破高度、工作面单巷和双巷顶板爆破下围岩应力演化及微震规律。结果表明:针对低位亚关键层采用单巷和双巷爆破时,爆破高度越大,巷道围岩峰值应力越低,卸压效果与爆破高度呈正相关关系;但采用双巷爆破时,当爆破高度增加至6倍采高(亚关键层中部位置)以上时,工作面中部区域会出现应力升高现象,且工作面越短应力升高越明显;在7202工作面初采阶段进行高度为3倍采高的单巷顶板爆破时,微震多集中在巷道区域,卸压效果一般,改为双巷顶板爆破并提高爆破高度至6倍采高后,微震多集中到工作面中部区域,无大能量微震事件发生,应力监测预警次数也大幅降低,巷道区域卸压效果较好。

温度和含水率对表土抗压实能力的影响

针对露天开采过程中设备碾压造成表土压实、密度增大的问题,提出利用低温条件下土壤抗压实能力提高的特点保持土壤密度的方法。选取8%、13%、18%、23%、28%、33%等6个含水率条件和-15、-10、-5、15℃等4个温度条件,对设计密度为1.0 g/cm3的土壤试样进行2 MPa强度的压实试验。研究结果表明,待土壤温度降低至-15℃或在-10℃的情况下将土壤含水率提高到18%以上,即可保证矿用车辆碾压后土壤密度仍小于1.4 g/cm3。

多指标融合赋权综合预警的冲击危险评价方法

为了进一步丰富工作面冲击危险评价方法,完善冲击地压防治体系,结合理论分析与工程实践,建立了融合4项评价指标的冲击危险综合评价指数W,用于工作面开采期间的冲击危险评价,联合震源定位及波速层析成像技术实现了对各开采区域冲击危险的综合预警。研究结果表明:(1)地质条件复杂及不规则煤柱区域震源聚集,波速高值异常;(2)融合多指标赋权建立的冲击危险综合评价指数W与震源数量及能级成较好的耦合关系,能适用于工作面冲击危险评价;(3)综合震源定位、波速层析成像和多指标融合赋权的冲击危险评价方法,可实现对高应力集中区的识别、冲击危险区域的定位、冲击危险等级的判定和卸压效果的检测。研究结果可为煤矿动力灾害的防治提供参考。