工作面超前动力显现机制及防治措施

为解决工作面超前大范围动力显现问题,本文研究了工作面微震、应力分布特征和工作面大、小周期来压规律,揭示了工作面超前动力显现的机制,并提出了防治措施,研究结果表明:高位坚硬顶板岩层协同垮落、破断联动是导致工作面超前动力显现的原因,因此降低工作面推采速度并采取煤层注水措施,有效减少了工作面煤体应力,降低了矿压显现强度,工作面无动力显现事件发生,证明了防治措施的有效性,对工作面安全生产提供了重要保障。

赵各庄矿深部工作面动力显现防治技术研究

针对赵各庄矿3237工作面分层开采条件下动力显现频发的现象,通过对该工作面前方煤体支承压力集中程度和变化规律进行数值模拟研究,并经过现场实测,提出了通过开采保护层、采用放顶煤开采两项技术的耦合作用,同时采取了相应的防治技术措施,有效地控制了该工作面的动压现象,保证了该工作面的安全生产。

浅析开滦赵各庄矿动力显现与防治措施

介绍了开滦赵各庄矿深部煤(岩)的动力现象,分析了3237工作面动力现象发生过程,针对性地提出了治理方法和采取的相应防治措施。

大安山煤矿后槽动力显现原因

为揭示急倾斜煤层开采过程中常发生的动力显现原因,以大安山煤矿后槽区域急倾斜煤层开采为研究对象,通过现场地质调查及地质条件分析,得出后槽区域主要受大寒岭倒转背斜的影响,使该区域的煤层倾角、厚度变化较大,在原岩体内积存大量的构造应力,在开采过程中,构造应力突然释放,致使动力显现。这为动力显现防治提供依据,保证煤矿的安全开采。

宝积山煤矿705工作面矿压动力显现防治方案研究

针对宝积山煤矿705综放工作面回采过程中发生的矿压动力显现事故,在深入了解矿压观测的基础上,对矿压显现区域进行了预测分析,并安装了矿压监测系统。通过钻屑法预测、大直径钻孔卸压、煤层注水弱化、两道巷顶弱化等防治措施有效地实现了对工作面矿压显现的控制,确保了工作面的安全生产。

动力显现条件下大断面下山巷道锚喷支护技术研究

分析砂墩子矿动力显现条件下的大断面巷道原有支护失效的原因,运用高预应力一次支护理论,通过加大锚杆锚索的预紧力和增大构件的护表面积,提高初始一次支护的刚度和强度,并用数值模拟优化了支护参数。井下试验表明,锚杆锚索受力正常、巷道变形处于安全可控范围,实现了锚喷一次支护。

潘西煤矿低瓦斯煤层喷孔动力显现规律研究

为揭示潘西煤矿深部低瓦斯煤层喷孔动力显现规律,在潘西煤矿6198工作面对瓦斯含量与采动应力进行了现场测试,并采用FLAC3D软件对6198工作面前方应力分布进行了模拟分析,总结了工作面瓦斯含量和应力分布规律,分析了低瓦斯煤层喷孔动力显现机制。研究结果表明:①潘西煤矿6198工作面整体瓦斯含量偏低,采深越大,瓦斯含量越高。②受断层影响,工作面前方应力集中系数最大为1.36。③潘西煤矿6198工作面低瓦斯煤层喷孔等动力显现现象是高应力作用下煤体破碎、瓦斯压力作用下煤体喷出的过程;煤体释放的内部潜能和瓦斯内能为煤体破碎和移动提供能量,与浅部煤层相比,深部低瓦斯煤层喷孔动力显现所需的瓦斯膨胀能阈值降低。

深井工作面侧巷回采期动力显现特征与防治技术

结合4137西下工作面具体地质情况,分析影响工作面回采期间侧巷(运输巷道、回采巷道)动力显现因素,确定巷道动力显现特征并划分危险程度:4137西下工作面回采期间具有11处动力危险区域,其中具有强动力显现的区域有2个,中等动力显现区域有5个,其他区域为弱动力显现区域;基于上述工作面情况特征,为有效防治巷道动力显现特征,在回采前期及回采期间均实施针对性的防治措施;经现场开采表明,4137工作面回采期间基本无动力显现,防治措施有效实践。

唐山开滦赵各庄矿深部动力显现的防治技术研究

在煤矿的开采过程中经常会出现工作面动力显现的现象,影响着开采过程,因此本文以赵各庄矿4137为例,通过对工作面分层开采过程中频繁发生的动力显现的研究,提出相应的防治技术;通过对现场的实测,提出通过开采保护层和开采放顶煤的技术,不但可以控制工作面动力显现的问题,还能保证工作面的安全性。

基于数值模拟的急倾斜煤层动力显现的采动工程效应

大倾角急倾斜工作面回采过程中动力显现异常,为准确掌握其应力分布规律,为工作面动力显现的治理提供理论参考,采用FLAC软件建立急倾斜工作面数值计算模型,从而进行数值计算。结果表明,大倾角工作面回采中应力集中明显,应力峰值点出现在煤壁前方6m^8m。

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。

正断层两盘动力灾害显现差异性及机制

随着大范围采矿活动的进行,正断层易滑动失稳产生震动波,并在断层两侧区域呈现出显著不对称动力响应特征。为解释山东新巨龙能源有限责任公司发生“2·22”冲击地压事故破坏区域主要集中在FD8断层上盘区域而下盘几乎没有出现动力破坏这一现象,从理论上分析了断层面(带)隔震的基本力学机理,基于波场及能量分解建立起了弹性波在断层面(带)界面波场分解能量系数模型,通过不同倾角断层面、不同破碎带厚度对震动波阻隔性数值模拟,并对正断层两盘活动性差异进行了分析。研究表明,对于一个相对孤立正断层(非断层组)而言随着断层倾角的增大,正断层上盘内的震动波沿着断层面“透射”将明显降低,呈现出显著的“隔震”特性,即当正断层上盘滑动诱发震动波难以穿过断层传播至下盘;地下正断层两盘活动差异性即断层上盘下降滑动、下盘不动2个方面揭示了正断层两盘动力灾害显现差异性动力学机制,为科学认知正断层活动诱灾机制提供了参考,并为在地下采矿中正断层诱灾防控策略提供了理论依据。

胡家河矿井掘进工作面动力显现机理及防治研究

胡家河矿井402103工作面掘进过程中出现强烈动力显现,造成顶、底板显著破坏。经鉴定,主采4煤层具有强冲击倾向性。地应力原位测试表明,首采区水平构造应力占主导,最大水平主应力方向与工作面两巷平均夹角67°。根据冲击启动理论分析,402103掘进工作面采动围岩近场系统内静载荷的集聚是动力显现的主要原因,属于集中静载荷型。构造应力方向性及顶煤夹矸影响导致动力显现以顶、底板破坏为主。针对采掘设计、支护、卸压等方面提出综合防范及防治措施,通过微震监测及现场实践,验证了相关措施的有效性。

动力显现巷道支护系统抗冲击能力的理论计算方法研究

基于冲击启动理论,采用理论分析与数值模拟相结合,建立巷道支护系统抗冲击能力的计算方法,由此对全锚杆支护、锚杆锚索联合支护、锚索加喷层支护等三种支护方案的抗冲击能力进行理论计算,以此确定适合古山煤矿大倾角特厚煤层巷道的抗冲击支护方案。

特厚煤层综放开采过大劈裂构造动力显现预评价及施工

针对特厚煤层综放开采过大劈裂构造工程问题,利用电磁辐射技术对综掘面和综放面动力显现进行了监测,得到特厚煤层电磁辐射强度和脉冲数特征,预测无动力倾向。针对劈裂构造空洞特点,采取强化临时支护和永久支护,辅以充填、注浆,有效控制了围岩变形和支护稳定性。

特厚煤层复杂开采条件下动力显现机理及防治技术

胡家河煤矿采用分层综放开采,"一面五巷"布置方式,采掘相互扰动显著。401102工作面泄水巷掘进期间,出现强烈动力显现问题,造成巷道及设备严重损坏。结合矿山压力基本理论分析其发生机理,认为动力显现的主要力源因素为侧向采空区悬顶导致的侧向支承压力。为削弱动力显现强度,提出针对侧向采空区悬顶的断顶爆破和煤帮大孔径卸压措施,并提出针对巷道外围支护、个体防护、安全管理、采掘接续等方面的建议。

真三轴单面临空下煤岩组合体冲击破坏特征试验研究

煤岩复合承载结构所处的应力边界条件不同,冲击地压在巷道中的显现特征和前兆规律亦不相同。采用高频振动采集及孔内成像三轴动静载试验系统,开展了高静载和动静载耦合作用下煤岩组合体真三轴单面临空试验,分析了煤岩组合体界面处力学特征和强度条件,探究了不同应力边界下煤岩组合体的破坏形态、动力显现特征和声发射信号的演变规律。研究结果表明:(1)受煤岩变形相互制约的影响,交界面处砂岩强度被“弱化”。当界面处煤体裂隙尖端的应力大于“弱化”后砂岩强度时,裂隙将穿过煤岩界面发育至砂岩中,砂岩呈现出屈曲层裂、劈裂成板的破坏形态。(2)高静载作用下,煤岩组合体变形破坏特征和声发射信号具有明显的前兆规律,组合体发生承载失效前煤体局部颗粒弹射动能增大、弹射颗粒块度降低,声发射信号由“高频低能”向“高频高能”转变,组合体的破坏形态以剪切-张拉复合破坏为主。(3)受冲击动载影响,顶底板砂岩夹持作用减弱,煤体裂纹尖端应力得不到有效积聚,裂纹扩展到煤岩交界面时被阻隔,组合体以煤样的张拉破坏为主,声发射信号呈现出“高频高能”的特点,但大多集中在冲击破坏之后,导致组合体动力破坏难以预测。(4)与纯静载作用相比,虽然动静载耦合作用下静载水平较低,但煤岩组合体的抛射质量和抛射碎块的分形维数较大、平均破碎块度较小,说明动载对煤岩组合体的破坏起到了正向激励的作用,静载为煤岩体动力破坏提供了应力和能量条件。

多层煤动压开采条件上覆煤柱与底板爆破弱化技术

为了防止多煤层开采后遗留下的多重煤柱及顶、底板矿压动力显现,基于煤峪口矿14#层的赋存和开采技术条件,经研究确定对51006巷上覆煤柱及坚硬顶板实施弱化爆破卸压技术,并计算、分析得出合理的爆破参数。

东荣二矿井田构造应力分区特征及其应用研究

针对东荣二矿开采过程中多次发生动力显现的问题,依据地质动力区划方法确定的井田Ⅴ级断块构造,建立了井田地质构造模型。应用"岩体应力分析系统"进行了东荣二矿17#煤层构造应力计算和构造应力分区。在井田范围内17#煤层最大水平主应力值为13~25 MPa,共划分3个高应力区、6个应力梯度区及4个低应力区。现场实践表明构造应力分区对矿井动力显现具有控制作用,井田应力区划分对东荣二矿矿井动力显现防治工作具有重要指导意义。

深部构造区掘进工作面冲击地压防治技术研究

针对深部构造区掘进过程中动力显现频发,严重影响矿井安全生产的实际问题,本文开展深部构造区巷道围岩应力分布特征及其破坏机理研究,由此得出,巷道围岩中静载荷分布将因与构造相对空间位置的变化而不同,具体表现为在断层处容易出现顶板下沉、冒顶等现象,而在褶曲构造带容易出现底鼓、底板冲击等现象,并针对性地制定了冲击地压防治措施,节约了人工及材料成本,经济效益显著。