深部高应力巷道卸压控制及支护技术探析

以某煤矿轨道下山巷道出现的变形破坏问题作为对象,分析巷道开挖后围岩应力分布特征,结合巷道实际,提出来卸压支护技术体系,并剖析卸压作用原理及关键技术要点。从现场返修情况来看,返修支护方案取得了较好的返修效果,可以对类似巷道支护提供一些借鉴。

赵各庄矿动压区缺陷卸压控制技术研究

赵各庄矿属深部开采矿井,动压显现严重,文章对赵各庄矿动压现象进行了统计分析,并根据现场实际情况提出了利用工程缺陷法对工作面和巷道高应力区进行卸压的方法,从而转移煤岩体的应力分布、促进冲击能释放。通过对孔洞型缺陷卸压的数值模拟研究,分析了利用工程缺陷进行巷道卸压的可行性,并在2337E工作面的现场实践中取得了良好的卸压效果,实现了煤矿的安全开采。

应用卸压控制法支护软岩巷道

软岩地层的围岩运动规律为早期快速变形以后逐渐减慢 ,早期压力大 ,特别在巷道达到一定的埋深后矿压显现更为明显 ,采用一次强力支护形式时的支护成本过高 ,采取先让后抗的支护方法 。

超长孤岛工作面回采巷道应力分布及卸压控制

本文针对山西前湾煤矿超长孤岛工作面巷道围岩控制的难题,采用理论分析、数值模拟和现场实测方法,研究了采动巷道围岩的变形特征和应力演化规律,提出卸压控制原理和技术参数。监测结果表明:卸压巷道使得应力向巷道围岩深部转移,巷道表面位移量明显减少,超长孤岛工作面巷道围岩变形得到了有效的控制。

深井采场外错式顶板巷道围岩卸压控制技术研究

为了解决深井采场外错式顶板巷道围岩大变形破坏失稳问题,采用数值模拟、理论分析和现场试验等方法对淮南矿区潘三矿17191(1)工作面顶板瓦斯综治巷围岩变形失稳机理及其控制技术进行了研究。结果表明:工作面开采后形成的采动应力沿采空区侧向岩体向巷道围岩内部“转移”是导致巷道围岩变形失稳的主要诱因;结合应力“转移路径”和压力拱理论,推导出卸压“关键层位”高度计算公式,明确了影响顶板巷道矿压显现的“关键层位”为6.5 m厚的中细砂岩,并得到了切落“关键层位”的切顶高度(49.9 m)、角度(10°)和炮孔间距(10 m)。“关键层位”被切断后,巷道左右两帮应力峰值分别减小了42.1%,46.5%,顶底板移近量减小了44.9%,巷道高度由1.8 m增大至3.0 m,断面收缩率减小了34.3%。

深部高应力巷道卸压控制及支护技术研究

通过理论推导、数值模拟、现场试验等方法,研究了深部冲击高应力巷道卸压及支护问题,卸压钻孔应力分布规律和高应力巷道卸压控制区域的解析结果表明,破碎软化区半径主要受卸压钻孔半径、高地应力等影响,卸压钻孔周围煤岩体的破碎软化起到弱化高应力、转移高应力的作用,有利于保持巷道稳定。通过数值模拟研究并考虑钻孔效率和巷道支护,卸压钻孔直径宜为110~130 mm。针对高应力巷道提出的"卸压控制+让压支护"技术与卸压孔保护技术,提高了巷道支护体的完整性,新支护方式现场试验应用后,巷道帮部最大变形为300 mm,顶板最大变形为171 mm,巷道围岩裂隙范围明显减小,与原支护相比巷道未出现整体失稳现象,有效控制了高应力巷道的变形,维护了高应力巷道煤岩体的稳定性。研究成果为高应力巷道卸压控制和让压支护提供了理论指导。

深孔控制卸压爆破机理和防突试验研究

针对当前各种局部防突措施的优缺点和局限性,对兼有松动爆破与大直径卸压钻孔爆破两种措施优点的局部防突措施—深孔控制卸压爆破进行了研究。在理论上和利用实验室模型实验对深孔控制卸压爆破中的控制孔的作用进行了研究分析。深孔控制卸压爆破的现场防突试验表明:该法效果明显、工艺简单、经济效益好、安全且适应性强,是一种易于推广的局部防突措施,有着广阔的应用前景。

深孔松动控制水压爆破在防冲卸压中的应用

论述了深孔松动控制水压爆破基本理论,通过在常村煤矿21132工作面的探索和试验,阐述了深孔松动控制水压爆破方案的选择、炮孔布置方式、爆破参数的计算,利用该技术能明显提高爆破效果,减少了工作面煤墙破坏严重的现象,减少了残炮的发生,增强了爆破卸压效果,同时为工作面的正常推进创造了条件。

沿空留巷围岩卸压支护协同控制技术研究

为解决沿空巷道受相邻采空区未断裂基本顶形成的悬臂梁支承压力影响的问题,采用水力压裂顶板卸压的方法,对采空区基本顶提前压裂,尽量减少相邻采空区基本顶形成悬臂梁结构,从而降低和转移沿空巷道顶板所受支撑压力的强度。在此基础上采用柔模袋充填混凝土在沿空巷道和采空区间做人工墙,对充填混凝土进行井下强度测试,同时对沿空巷道顶板以及所做的人工墙进行强力锚网支护,使其最大限度恢复到三向应力状态,提高其抗载能力。通过现场人工墙压应力和顶底板移近量监测对比表明:进行水力压裂卸压后,人工墙承受沿空巷道顶板最大压应力为21 MPa,比未进行水力压裂卸压区域所受压应力降低了36.4%;沿空巷道顶底板移近量为320 mm,降低了46.5%。水力压裂卸压后,极大改善了3109辅助进风巷的应力环境,降低了沿空巷道顶底板移近量,保证了沿空巷道的安全使用,有效的缓解采掘紧张的局面。

深海超高压模拟装置卸压系统设计与仿真

为确保深海设备在海水载荷作用时的安全可靠性,设计一套压力高达180 MPa的深海超高压模拟试验装置卸压控制系统,模拟深海设备上升过程中受到的海水载荷作用。采用多系统建模软件AMESim建立该模拟试验装置的流体系统模型,与Simulink建立的控制系统模型联合求解。通过迭代学习优化算法对卸压系统进行模拟。结果表明,经过22次迭代过程,试压容器中实测压力能较好追踪期望轨迹,此时系统最大误差不超过1%,满足系统设计要求,验证所设计系统的准确性与可靠性。

钻孔控制卸压爆破增加煤层透气性系数的实践

介绍了建新矿长钻孔控制卸压爆破实践,结果表明:实施长钻孔控制卸压爆破,增加了煤层透气系数,降低了应力,排放了煤体瓦斯,达到了防突和加快工作面推进度的目的,为建新矿的安全生产奠定了基础。

深孔控制卸压爆破防突措施在潘三矿效果考察

从理论上分析深孔控制卸压爆破措施的防突原理,根据潘三矿1741(3)工作面实际特点,采取此措施并进行了防突措施效果考察,验证其可行性,从而使深孔控制卸压爆破这一局部防突措施,能够在相似矿井得以更好的应用。

掘进工作面控制卸压防突技术的研究和应用

根据掘进工作面应力分布规律,采取分源卸压技术措施,对工作面前方、两帮和上下应力三角区进行控制卸压,杜绝煤与瓦斯突出事故,确保矿井安全生产。

千米深井孤岛煤柱工作面沿空掘巷冲击地压控制技术研究

以张双楼矿7121工作面为背景,分析了孤岛工作面沿空掘巷应力分布特征及冲击地压发生原因,提出了巷道控制技术,并进行了FLAC数值模拟分析。孤岛工作面应力分布基本呈"马鞍形",应力集中系数k约为3,高静载主导-强动载诱发的动静载叠加诱冲机理;巷道采用高强锚杆内强支护体、大直径钻孔弱结构体、原岩应力外强结构体为一体的支护-卸压协同控制技术;支护-卸压协同控制时应力峰值58.66MPa、两帮收敛量57.76mm、右帮塑性区范围较大,冲击危险性小;现场巷道变形监测效果良好。研究成果为深井煤岩强动力灾害防治提供借鉴和指导。

小庄煤矿坚硬厚煤层矿压演化特征及卸压技术

坚硬厚煤层开采过程中,工作面上覆岩层运移规律和矿压显现特征对采场安全具有重要意义。通过理论分析、数值模拟、现场实践相结合等研究方法,对小庄煤矿坚硬厚煤层开采不同区域的矿压显现特征、来压步距、来压强度变化、工作面覆岩破断规律及坚硬顶板卸压技术进行了研究,揭示了工作面发生动载矿压的机理,有效降低动载矿压造成的危害,对坚硬厚煤层工作面的安全生产和卸压控制具有重要的借鉴和指导意义。

深部动压剧烈区域大断面硐室围岩卸压技术研究

结合冀中股份东庞矿深部高地应力、煤岩体流变等特性及巷道围岩矿压显现特征,提出在煤帮深部区域开挖大型孔洞,并布置调控系统进行持续大变形控制的新方法,抵御深部巷道围岩大变形。通过持续性位移监测,适时进行二次或多次调压孔洞系统布置,以应对强动压影响造成的一次孔洞密闭以及巷道煤体深部区域的持续性蠕变,维护巷道支护系统的稳定性,提高矿井生产效率、优化工人的劳动环境,促进深部矿井安全高效集约化发展。

前和煤业深部大巷围岩稳定性控制技术研究

为有效控制前和煤业延伸设计中轨道暗斜井的合理变形,基于巷道现有支护存在的问题,以及巷道围岩应力特征,提出了3种围岩控制技术,在原有支护设计上采取修复加固方案,并对巷道围岩表面位移量和深部围岩变化进行持续监测。结果表明:实施修复加固方案后,巷道在现有支护方式下两帮移进量为131 mm,顶底板变形量为451 mm,满足巷道的安全使用要求。

高瓦斯深井开采保护层安全快速精准揭煤技术研究与应用

针对深部煤层透气性低、瓦斯含量大、瓦斯压力大、突出危险性高,低透气性煤层石门揭煤防突使用常规预抽方法存在钻孔多、效果差和周期长,石门揭穿突出煤层的掘进速度和安全威胁严重制约矿井的采掘接替和安全生产的问题,平煤股份十二矿提出了开采保护层安全快速精准石门揭煤技术,研究开采无突出危险的极薄煤层作为保护层,实现多煤层开采的区域消突,布置揭煤巷快速揭煤,边探边掘、超前探测、边测边掘、卸压控制,快速达到安全控制距离,采用远距离爆破一次安全精准揭煤。经试验成功达到揭煤周期短安全快速揭煤的目的。此项技术的研究和应用,消除了石门揭煤过程中瓦斯突出的安全危险。不仅为平顶山矿区深部煤炭开采提供了技术支撑,而且也适用于国内外深部煤炭开采矿井。