唐口煤矿大直径钻孔防治冲击地压的研究与应用

为防治唐口矿开采过程中煤层冲击危险的问题,在选取大直径钻孔卸压措施基础上,采用理论分析、数值模拟的方法研究了大直径钻孔卸压机理,并在现场实测基础上对钻孔煤粉量、破坏情况及区域应力进行分析。结果表明:大直径钻孔能够有效地缓解巷道围岩能量积聚,降低煤层冲击危险性。

回采期间冲击地压防冲措施

通过分析唐口煤矿6307工作面地质状况和开采工艺,对开采技术中的顶板来压规律、顶板管理方式及回采速度进行分析,并提出合理可靠地防冲设计。

基于CT技术的唐口煤矿大直径钻孔卸压效果研究

为分析唐口矿大直径钻孔卸压效果,采用电磁波CT技术对施工后的煤层进行探测。采用理论分析的方法对CT技术原理进行分析并建立评价模型,通过现场监测对吸收系数及其异常指数进行分析。结果表明,在孔深较浅时钻孔施工过程中的扰动效应能导致钻孔附近一定范围内裂隙的生成,这种扰动生成的裂隙具有一定的卸压效果。

基于近场动力学的窄煤柱宽度优化研究

煤岩体具有极为复杂的非连续变形、非均质性特征,以有限元法为代表的传统数值方法难以准确描述其损伤累积、渐进破坏全过程.基于非局部近场动力学方法(Peridynamics,PD),通过重构本构力函数核函数,推导了相应的微模量函数与临界伸长率.在均匀离散模型中引入用随机预断“键”表征的非均质性,使近场动力学方法能够适用于天然非均质材料与结构的非连续变形破坏分析.以付村煤矿为例,建立了近场动力学数值计算模型,分析了不同煤柱宽度条件下巷道围岩变形、破坏规律以及煤柱破损特征.研究发现:当煤柱宽度为5 m时,巷道煤壁处于挤压变形区边缘,由于支承压力剧烈变化,巷帮变形破损严重;煤柱宽度增大至6 m和7 m时,巷道煤壁逐渐远离挤压变形区,煤柱受到采空区基本顶回转运动的影响相对减弱,巷帮变形和破损量较小;当煤柱宽度继续增大,巷道围岩将进入到应力增高区域,由于外应力场支承压力较大,巷帮变形及破损量会随之增大.综合考虑巷道围岩变形破坏、煤柱破损特征,最终确定煤柱留设宽度为7 m.本文工作表明,提出的煤岩体破损分析的近场动力学模型能够有效描述煤岩体的损伤累积和渐进破坏过程,为沿空掘巷护巷煤柱尺寸优化提供了新的计算工具.