邻空侧不规则遗留煤柱区巷道掘进冲击地压防治技术

针对徐庄煤矿7313材料道邻空侧不规则遗留煤柱区巷道掘进期间强矿震频发,冲击危险性高的现象,基于微震现场实测及理论分析确定了强矿震事件发生时间、能量大小及空间位置,得出不规则遗留煤柱区、厚硬覆岩层、采掘扰动、掘进速度等因素是诱发掘进期间强矿震频发的主导因素。结合7313材料道地质赋存条件、掘进技术条件,针对性制定巷道迎头顶板深孔爆破、巷帮加密钻孔卸压及控制掘进速度的掘进巷道冲击地压综合性防治措施。微震实测结果表明防治措施有效降低了邻空侧不规则煤柱区掘进巷道强矿震的产生。

深部高应力区沿空掘巷震动波层析成像技术研究

针对徐庄煤矿7313工作面复杂构造沿空掘巷存在的高应力危险性,分析了复杂地质构造区沿空掘巷的矿震活动规律。通过超声波测试实验,创建了震动波层析成像探测的复杂地质构造高应力沿空掘巷期间的冲击危险性评价技术,并基于震动波层析成像探测冲击危险指标与判识标准,指导完成现场实践。研究表明,7313工作面溜子道在复杂地质构造高应力区沿空掘进,矿震活动频繁,动压显现强烈。在7313工作面复杂地质构造高应力区沿空掘巷全过程应用震动波层析成像探测技术,能对高应力冲击危险区域及其冲击危险程度做出实时、定量评价,强矿压显现的预警预报效果较好。

残留煤柱区开采工作面围岩应力演化规律及监测方案研究

徐庄煤矿8194工作面临近7192工作面残留煤柱区域和8190、8139采空区,且8煤层具有强冲击倾向性,因此工作面冲击危险性较高。根据徐庄煤矿东九采区的采矿技术条件和工程地质条件,通过建立三维数值仿真模型进行数值模拟,全面、系统地反映残留煤柱区开采8194工作面围岩的力学变化规律。研究成果对进一步提升徐庄煤矿残留煤柱区冲击地压监测预警与防范治理技术水平、实现监测与防治效果最大化以及对现场安全开采具有重要的理论价值和广泛的实践指导意义。

临近断层孤岛面开采动力显现机理与震动波CT动态预警

为探究临近断层处孤岛工作面开采时断层煤柱的受力状态与动力显现的发生机理,理论分析了某矿7192工作面的覆岩结构及其运移规律,探讨了由断层错动导致的工作面动力显现及强矿震的发生机理,利用震动波CT技术对工作面冲击危险性进行动态预警。结果表明:1)工作面倾向覆岩结构将由以工作面煤体为承载主体的对称短臂"T"型结构转化为以断层煤柱为承载主体的非对称"T"型结构,走向上因工作面面长较短使中高位关键层出现较长悬顶,其上方为非对称"T"覆岩结构;2)工作面断层附近历次强矿震均受断层活动静止期影响,即矿震时隔越长,后续矿震能量越大;3)中高位关键层的突然破断与运动是工作面矿震活动的主要动力源,导致的断层煤柱承载能力失效使断层突然错动,产生的冲击动载与煤体高静载叠加诱发动力显现;4)震动波CT动态预警技术揭示了工作面区域的应力演化过程,且动力显现区域与强矿震位置也与反演结果吻合,证明了预警结果的可靠性。

基于动静载冲击地压危险叠加的综合预警方法

冲击地压是在煤岩体内动静载叠加下超过其极限应力条件下诱发产生的,因此综合评价研究区域内动静载水平可高效评估其冲击危险程度。本文研究了矿震震动波传播过程中能量衰减特性,特别讨论了由大尺度破断引起的强矿震衰减特征,提出了以实时微震监测数据为基础的震动效应指数(SEI),用于定量评价矿震事件群对工作面附近煤岩体引起的动载扰动程度;将震动效应指数与震动波波速层析成像技术结合,基于动静载叠加原理建立了冲击危险性的综合预警方法及指标CAI。徐庄煤矿7197工作面工程应用表明:1)震动波波速层析成像结果可较准确评价由构造应力异常和工作面结构引起的静载应力集中,难以有效评估由动载引起的冲击危险性升高;2)震动效应指数描述了工作面回风巷侧和断层区域动载扰动引起冲击危险上升;3)综合预警指数CAI所反映的较高冲击危险性区域与强矿震分布及矿震活动集聚区域有较高程度吻合,验证了CAI评价指标的可靠性。论文研究可为冲击地压灾害监测预警提供依据及参考。