上覆不规则煤柱孤岛工作面冲击地压弱结构法防治技术

为解决上覆不规则煤柱孤岛工作面冲击地压防治问题,分析了国内该条件下导致冲击地压的研究现状;以唐山矿Y484工作面为研究对象,分析得出以上覆不规则煤柱、大埋深、本层煤柱和煤岩层结构为主的上覆不规则孤岛工作面冲击地压的主控因素;提出了通过制造弱结构调控冲击地压主控因素的防冲方法,描述了弱结构的特征及其通过调整应力分布防治冲击地压的原理;采用FLAC3D建立数值模型,分析了上覆不规则煤柱孤岛工作面的变形破坏过程及应力分布规律,使用弹塑性本构模型模拟弱结构,验证了弱结构对冲击地压的防控作用。通过现场工程实践,建立并实施了以弱结构为主的冲击地压防治技术,并通过应力法和钻屑法验证了弱结构对该条件下的冲击地压具有良好的防控效果。

不规则煤岩的力学特性试验研究

以马兰选煤厂煤岩为研究对象,进行了不规则煤岩力学特性试验。试验表明不规则煤岩强度具有离散性,且煤岩强度受煤岩粒度影响较大,随煤岩粒度减小,煤岩点载荷强度逐渐增加,且离散性逐渐升高。另外,煤岩强度具有明显的层理效应,垂直于层理面的点载荷强度明显高于平行于层理面的点载荷强度。随浸水时间增加,不规则煤岩点载荷强度先减小后趋于稳定。不规则煤岩点载荷强度随灰分增加逐渐升高,并且在高灰阶段增幅更大。

不规则工作面开采矿震活动规律及其致冲风险控制研究

针对不规则工作面开采期间矿震频繁问题,以陕西某矿21306工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实践等方法,分析了21306工作面上覆岩层破断特征及开采期间围岩应力分布特征,研究了不规则工作面开采矿震活动规律,优化了降载释能的矿震致冲风险控制方案。结果表明:35 m的区段煤柱可一定程度上制约两工作面覆岩协同运动,21306工作面开采期间覆岩结构呈“O-X”型破断结构,与相邻采空区形成对称长臂T型结构;工作面推进过程超前区域及运输大巷侧应力影响范围不断扩大,以区段煤柱区域应力集中程度最大,回采至480m时垂直应力最大,已达到54.67 MPa,约是回采前垂直应力的1.41倍;随着工作面推进形成“刀把型”不规则结构,工作面缩面拐角区域应力集中程度明显较高,工作面缩面后降低了对运输大巷的影响;工作面开采期间震源事件主要分布于回采工作面前方,强矿震主要集中在工作面开采缩面区域、见方区域,且强矿震主要发生在工作面前方50 m及底板上方22~74 m范围内;强矿震诱发力源主要由关键层破断引起;实施了降载释能的矿震致冲风险控制优化方案,有效降低了强矿震的发生频次,保障了工作面后期的安全回采。

厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术与实践

我国煤矿回采工作面综合机械化水平显著提高并向自动化、少人化与智能化发展,在保障煤炭回采安全性与生产效率的同时,对两巷超前段支护模式提出了新的要求。以枣庄矿区高庄煤矿3_(上)705不规则工作面辅助运输巷为研究对象,提出了厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术思路:巷道掘进期间,基于围岩结构松动圈发育规律对巷道围岩质量进行评估,并结合巷道地质条件设计锚杆(索)主动式超前支护技术参数;工作面回采期间,对试验巷道的矿压显现规律进行动态监测,对围岩松动圈发育程度进行量化分析,验证支护思路的技术可行性。工程应用结果表明:巷道顶板最大移近量为137 mm,两帮最大移近量为452 mm,锚索受力变化量最大为56 kN;主动式超前支护可显著提高围岩结构完整性。该主动式超前支护技术一方面确保了高庄煤矿3上705工作面回采期间安全,降低了工人劳动强度,并对类似条件下回采巷道超前段支护模式选择具有参考价值;另一方面进一步完善与丰富了煤矿智能化开采技术内涵,利于实现煤炭资源的安全高效可持续开发。

煤矿井下边角煤柱不规则回采冲击地压防治探索

义桥煤矿4310工作面为边角煤柱回收的不规则工作面,工作面沿断层走向布置,同时受采深、断层构造、邻近采空区等因素影响,工作面采掘期间受高静载和断层活化强动载叠加作用,极易诱发冲击矿压事故。针对4310工作面复杂地质及开采技术因素,通过优化工作面布置以及大直径钻孔、煤层松动爆破及爆破断顶多方式联合卸压等手段,显著降低了4310工作面应力叠加现象,取得了积极效果。

某矿孤岛工作面冲击地压防治技术

某矿3206不规则孤岛工作面受周围采空区侧向支承压力影响,发生冲击地压的危险性高。采用FLAC^(3D)模拟该工作面回采期间应力分布规律,得到不规则区域是冲击地压防治的重点。采用煤层注水和钻孔爆破对危险区域进行超前卸压,通过钻屑法对卸压效果进行检验,卸压后最大煤粉量均未超过3.0 kg/m,卸压效果明显,实现了防治冲击地压的目的。

窄煤柱的留设和矿压机理分析

运用理论分析及现场调查的方法研究分析了镇城底煤矿不规则煤体回收工作面围岩结构特征、工作面矿压显现特征,对拟回收不规则煤体回采工作面顶板压力进行了预测,并据此确定了窄煤柱参数。

软岩煤层不规则煤柱对冲击地压的影响

本文基于老石旦煤矿031604工作面为研究对象,其顶板为软岩,局部地区采深超过400 m,现对煤层中的应力集中情况进行分析,受回采需要,随着工作面031604推进,与邻近采空区031601缩面后形成不规则煤柱、及后期与采空区形成煤柱时内部应力集中情况,采用现场监测数据及FLAC数值模拟分析,运用多因素耦合法,经研究发现随着回采工作面的推进,应力集中情况由不规则煤柱中心部分逐渐转移到煤柱031604工作面实体煤一侧。结果表明在此地质条件下031604工作面不会发生冲击地压。

复杂不稳定煤岩综放开采不规则来压顶板垮断机理研究

复杂不稳定煤岩开采,由于涉及因素复杂,无法建立统一模型,现场实测数据分散,来压规律不易总结,需顶板垮断机理解释和指导。以同发东周窑矿复杂不稳定煤岩综放开采实测不规则矿压规律为切入点,通过理论分析,提出了该矿复杂不稳定煤岩综放开采顶板的 8 种典型垮断机理,从理论上解释了该区特殊矿压规律,对复杂不稳定煤岩顶板垮断机理进行了探索,可为类似矿井提供借鉴。