冲击地压矿井断层构造区巷道掘进施工技术研究

为了降低巷道掘进期间动力灾害的发生,以401102工作面回风巷过断层构造区为背景,研究了支护参数和卸压参数。巷道掘进前采用预注浆加固破碎围岩,综掘机割煤后采用锚网索进行一次支护,最后采用29U型棚进行二次支护方式;巷道掘进期间在帮部、底板施工大孔径卸压孔,每80 m施工一次迎头卸压孔,孔距离剩15 m时重新施工卸压钻孔。通过围岩位移观测和SOS微震监测表明,采用预注浆加固、锚网索+29U型棚的支护方式和在巷道帮部、底板、迎头施工大孔径卸压钻孔可确保巷道顺利通过断层构造区。

断层构造区微震异常活动规律分析及巷道冲击防治研究

余吾煤业井田地质条件复杂,断层带分布范围较广,基于此,开展了余吾煤业断层构造区巷道围岩稳定性控制研究。通过KDZ1114-6A30矿井地质探测仪对断层产状进行现场勘探,并利用ARAMIS M/E微震定位设备对断层构造与采掘活动之间的影响关系进行分析研究,提出了采用锚-喷-注三重加固方案来提高巷道围岩的完整性和稳定性,进而起到防治冲击地压的作用。研究结果为断层构造区工作面的安全高效回采提出了一种新的监测和防治思路。

1201-2运输巷断层构造区加强支护技术应用

为解决断层构造区巷道易出现灾变性失稳现象,以正中煤业1201-2运输巷揭露的Fj10、Fj11断层区为工程背景,遵循断层构造区加强支护思路和原则,具体包括断层构造区注浆强化思路、高预紧力及时强主动支护原则和支护材料匹配原则,设计了断层构造区加强支护技术参数,并应用于现场,实现了正中煤业1201-2运输巷断层构造区的稳定控制。

高应力断层构造区巷道冲击破坏特征研究

断层构造区静动载应力耦合作用加剧了井下断层区围岩冲击危险性,断层构造区巷道围岩应力分布规律及冲击动载响应特征存在显著特殊性。目前对于断层构造区的冲击研究主要集中于工作面采场附近,但对于断层构造区巷道冲击破坏鲜有研究。以陕西某矿深埋高应力断层构造区巷道为工程背景,分析了断层构造区巷道围岩变形破坏力学特征:①断层面存在明显应力阻隔效应,正断层附近存在上盘应力集中区和下盘应力降低区2个特殊应力区。巷道由于断层面影响,巷帮静载集中应力呈现非对称分布特征,远离断层面侧应力集中程度大于靠近断层面侧,该侧巷道围岩冲击破坏危险程度增大。②断层面对于应力波传递产生明显阻隔作用,正断层上盘动载响应大于下盘动载响应,由于巷道两帮应力非对称分布特征,右帮动载响应明显大于左帮。基于上述特征,提出了断层构造区巷道围岩“卸(大直径钻孔卸压)−支(梯次加固成层式吸能防冲支护)”协同防冲控制技术,工程试验结果表明:①巷道围岩采取“卸−支”协同防冲处理措施后,巷道两帮应力集中区往围岩深部转移3~5 m,应力峰值降低18.5%~20.3%,巷道帮部围岩应力集中程度显著降低。②采用“卸−支”协同防冲处理措施前,巷道顶底板及两帮变形量分别为856,334,325,567 mm,巷道围岩变形破坏严重,采用“卸−支”协同防冲处理措施后,巷道围岩变形量降低35.69%~62.03%,巷道围岩稳定性增强。③钻孔煤粉量显著低于临界粉煤量,巷道围岩动力显现降低。

复杂断层构造区地应力分布规律及其影响因素

准噶尔盆地西部车排子地区石炭系火成岩储层断层多,且走向多变,复杂程度高,亟需开展地应力分布规律及其影响因素研究.本文以苏13井三维区石炭系火成岩储层为例,基于盒维数法,用分维值D对研究区构造复杂程度进行了表征;基于BP神经网络方法,通过MATLAB实现了边界约束的优化反演;利用COMSOL Multiphyics软件模拟分析了渗流-应力耦合作用下地应力分布规律及其影响因素,认为研究区地应力分布受断层数量、断层走向和石油开采的影响较大;考虑渗流-应力耦合作用后,地应力值增大,而地应力方向基本保持不变或发生微小偏转.研究结果表明:研究区发育三级、四级、五级及五级以下逆断层,断层相互切割,断层分布的分维值为1.8111,分维值较大,研究区整体构造复杂.随着断层数量的增加,地应力值呈减小趋势;走向与荷载作用方向平行的断层内部最大水平主应力值较其余走向断层小,对附近应力场影响作用也较小;走向与荷载作用方向垂直的断层对附近应力场影响范围最大;考虑石油开采的影响后,最大水平主应力值增大;随着石油开采的深入,井口附近的地应力持续增大,但单井开采对地应力的影响范围有限.未考虑渗流-应力耦合作用,研究区最大水平主应力为21.4~30.8MPa,最小水平主应力为14.5~20.1MPa;考虑渗流-应力耦合作用后,最大水平主应力为22.7~32.3 MPa,最小水平主应力为15.3~21.8MPa.研究区最大水平主应力方向在东北区域为北东东-南西西向,经过F1断层后地应力方向发生偏转,变为北东-南西向;在走向与荷载作用方向平行的断层内部和附近,地应力方向发生较大偏转.

袁店二矿断层构造复杂区物探技术应用研究

为了提高煤矿复杂地质构造判断的准确性,利用矿井震波超前探测和瞬变电磁法相结合的方式可进行有效探查。通过对袁店二矿断层超前综合探查,结果表明,综合物探技术对矿井复杂地质构造体分辨能力较强,对构造体的空间特征及其含水状况判断准确,超前探测效果较好,可为矿井安全稳定生产提供技术依据和保障。

掘进巷道过断层破碎区支护应用分析

为确保2002巷安全快速过F3断层区,减少围岩破碎现象,拟对断层区围岩支护进行优化,决定采取“管棚注浆+喷射混凝土”作为临时支护,采用“钢筋网+让压锚索+π型钢棚”作为永久支护等联合支护方案。应用该优化方案后,断层区围岩应力显现现象得到明显改善,保障了巷道掘进安全。