中高位坚硬顶板深孔预裂爆破减震技术

针对煤层上覆中高位坚硬顶板易产生强矿压显现的问题,以门克庆煤矿为背景,通过数值模拟,研究预裂爆破对中高位坚硬顶板煤层开采的影响,并通过现场工程实践验证预裂爆破对中高位坚硬顶板的控制效果。研究结果表明,在相同顶板高度,爆破后的围岩应力小于爆破前,且爆破后应力破坏范围较大,顶板的弹-塑性破坏区域扩张的更快,中高位坚硬顶板沿预裂爆破位置形成规律性的破断。工程实践微震大能量事件的分布规律表明,预裂爆破缩短了中高位坚硬顶板的破断距,总能量峰值大小显著降低,保障了工作面的安全回采。

鄂尔多斯矿区小煤柱沿空掘巷冲击地压机理

以门克庆煤矿11-3106回风巷掘进期间的矿压动力显现为背景,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,对鄂尔多斯矿区厚硬岩层条件下小煤柱沿空掘巷冲击地压机理进行研究。研究结果表明:由于煤层顶板上方存在较厚硬岩层,当煤体开挖后,顶板岩层依旧具有一定承载能力,使得岩层在滞后一定时间以后才会出现较大形变;巷道顶板运动趋势出现一定的滞后性,通过判断巷道顶板的下沉幅度,明确了下沉最为明显的区域为滞后掘进工作面25~53 m;微震事件集中区域以及巷道顶板的变形量主要集中在滞后掘进工作面20~60 m区域,理论分析计算区域与现场实际相符。此外,基于掘巷期间矿压显现主要影响区域提出相应的卸压、支护措施,保障了现场施工的高效和安全。

深埋大采高工作面末采期间矿压规律研究

采用微震监测、煤体应力监测、工作面支架阻力监测、顶板结构测试等手段,研究深埋大采高工作面末采期间矿压规律。结果表明,工作面超前动载压力影响范围为面前120m,采空区动载压力影响范围为面后80m;微震活动主要为采空区低位顶板自然垮落导致的煤岩体破裂,没有出现中高位范围的顶板破断;在支架正常前移的末采期间,工作面超前静载应力影响范围为面前12.3m;在支架停止前移的末采后期,工作面超前静载应力影响范围为8m;工作面末采期间的周期来压步距均值较正常回采期间缩短,为13.8m;受回采扰动影响后,工作面围岩表层完整,但顶板内部存在裂隙,局部有小幅离层。

门克庆煤矿11-3102工作面水害分析

本文综合运用理论分析、数值计算等方法,分析门克庆煤矿11-3102工作面水文地质条件、充水通道、充水水源、充水强度、不良钻孔水害、离层水,以强化防治水害的科学性和针对性。

上覆中高位关键层预裂减震技术研究及应用

顶板的岩层结构条件,特别是煤层上方坚硬厚层砂岩顶板是影响冲击矿压发生的主要因素之一,坚硬顶板易于在采空区形成悬顶结构。该结构的形成、破断、运移等产生的力学影响主要包括两个方面:一是悬顶承载的载荷向采空区周围煤岩体转移,使煤岩应力升高,产生应力集中;二是坚硬顶板达到悬露极限破断时,将其具有的弹性势能和动能释放,产生强烈的冲击载荷,有可能诱发冲击矿压。

坚硬覆岩煤层开采空间结构演化特征模拟研究

针对工作面坚硬顶板破断及其动态演化易导致强矿压显现等问题,以门克庆煤矿为背景,通过相似模拟试验,深入了解和分析坚硬覆岩煤层开采空间结构演化特征。结果表明:低位坚硬覆岩初次来压步距为60 m,周期来压步距为20~30 m,覆岩结构由短砌体梁结构逐渐演化为采空区两侧形成的F型悬臂梁结构;中高位坚硬覆岩初次来压步距为130 m,周期来压步距为50~80 m,覆岩结构由长砌体梁结构逐渐演化为与低位坚硬覆岩共同在采空区两侧形成F型悬臂梁结构;坚硬覆岩纵向位移变化区域逐渐增大,采空区中部位移增量大于两端,顶板最大下沉量为5.69 m,位于采空区中部;中高位坚硬覆岩"大周期来压"与低位坚硬覆岩"小周期来压"协同作用,导致工作面出现强矿压显现,严重影响工作面安全回采。研究结果对类似条件下的工作面安全开采具有一定的理论指导意义。