双重上保护层叠加开采应力分布规律

为获取双重上保护层重叠采动作用下的煤层卸压规律及保护层间的相互影响,以平煤八矿一采区为原型,采用FLAC3D软件模拟了丁、戊组煤层多工作面重叠开采过程。研究结果表明,仅丁组煤层开采时,采区边界煤柱对应范围出现应力集中现象,最大应力值达到19 MPa,影响范围达到下方80 m,不利于被保护层卸压。工作面间区段煤柱最大应力值达39 MPa,但向底板传递范围较小。丁组单独开展卸压区域能够影响至己组,己组煤层应力卸压值约为1 MPa;丁组、戊组煤层重叠开采,当戊组工作面位于丁组煤层区段煤柱下方,同时丁组工作面位于戊组工作面区段煤柱上方,使丁组煤层工作面间区段煤柱应力集中减弱利于卸压,丁组煤层区段煤柱应力值由39 MPa卸载至7.5~10 MPa之间;同时当己组煤层位于戊组单独保护范围时,垂直应力卸压值为2~3 MPa,当己组煤层位于丁戊共同保护范围时,垂直应力卸压值为4~6.5 MPa。

孤岛工作面保护煤柱钻孔卸压参数研究

为了研究孤岛工作面条件下防治冲击地压的钻孔卸压参数,以忻州窑矿8939工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟、现场试验等方法,确定了保护煤柱钻孔卸压参数,理论计算得出卸压钻孔间距为0.8 m,钻孔间煤体应力叠加最大为22.8 MPa,单排钻孔中卸压效果最好。数值模拟表明,距离8937已采面7 m处煤柱存在峰值区,建议钻孔卸压长度取15 m。钻孔卸压方案应用于孤岛工作面保护煤柱区域,应力监测表明卸压效果良好,钻孔卸压参数合理。研究成果可应用于类似工作面卸压钻孔,为冲击地压防治提供基础参考依据。

掘进工作面过上覆采空区斜交煤柱巷道顶板管理技术

四台矿12号层402盘区工作面顺槽在掘进过程中需反复斜交过上覆采空区斜交应力集中煤柱,通过巷道掘进支护理论分析和锚杆、锚索支护演算,总结出一套在掘进进出上覆采空区斜交应力集中煤柱的顶板管理技术,为四台矿近距离煤层采空区下过应力集中煤柱提供了可靠的理论依据。

中厚及厚煤层煤柱灾害长钻孔松动爆破防治技术研究

通过对长钻孔松动爆破技术研究,形成完整的长钻孔松动爆破技术,并运用其对中厚及厚煤层开采留设的煤柱进行处理,改变煤柱受力状态,消除由于煤柱引起的集中应力、冲击矿压、采空区自燃等矿井灾害是解决中厚及厚煤层开采遗留问题的有效技术手段。

煤巷交叉点钢架支护技术在同家梁矿的研究与应用

通过在同家梁矿14#层311盘区51013巷与311-1巷交汇处架设20#工字钢钢架做交叉点对顶板进行加强支护,保证了上覆煤柱下巷道支护的稳定性,促进了矿井的安全生产,对类似顶板条件的巷道支护技术具有一定的借鉴意义。

近距离上层采空区下综采液压支架架型及工作阻力的确定

按照平面应力状态,运用弹塑性理论确定2-1、2-2煤层属于极近距离煤层,2-1煤层开采影响必将导致2-2煤层顶板产生大变形甚至破坏,极易离层、冒顶、漏顶,因此选择两柱掩护式液压支架并设计合理支架结构形式,增强顶梁前端支护力,提高支架对破碎不稳定顶板的适应性。上层留设煤柱在底板中形成应力集中区,通过理论计算确定液压支架的工作阻力,并通过FLAC3D数值模拟,得到液压支架不同工作阻力与顶板下沉量的"F-ΔL"曲线。

9402运输顺槽底鼓防治技术试验研究

9402运输顺槽在上覆采空区煤柱应力作用下底板底鼓呈明显的非对称性,为确保巷道使用安全并降低底鼓防治工作量,提出综合使用卸压法及加固法对底鼓进行治理,并依据现场情况对底鼓防治技术方案进行设计。现场应用后,底鼓防治段底鼓量明显降低,在采动影响范围内巷道底鼓量较使用前降低1/2;采动影响范围以外巷道底鼓量在防治措施应用后20 d基本趋于稳定,最大变形量控制在82 mm以内,取得较好的防治效果。

井下定向长钻孔水力预裂顶板防治强矿压技术研究与应用

为了解决神东矿区坚硬顶板和上覆遗留煤柱及埋深大于400m带来的强矿压问题,以布尔台煤矿42煤层为研究对象,采用数值分析、工程应用等方法,研究了坚硬顶板和过上覆集中煤柱强矿压灾害发生机理,研发了井下坚硬顶板定向长钻孔分段水力压裂超前弱化治理技术,对压裂目标层位选择、钻孔布置、压裂段间距、泵注排量、钻孔数量等参数进行研究和优化,采用孔内窥视、音频电透视、孔内瞬变电磁、压裂施工数据分析等手段对压裂裂缝进行监测,采用矿压数据分析、顺槽应力监测及变形特征分析等方法对强矿压治理效果进行评价,并在布尔台煤矿典型工作面进行了工程应用。应用结果表明:对坚硬顶板实施水力压裂治理后,与未治理区域相比,来压步距、动载系数、最高压力较未压裂区域分别降低了20.00%~69.70%、5.79%~7.90%、13.44%~18.64%,顺槽围岩应力降幅为22.22%~32.05%;上覆应力集中煤柱进行压裂卸压弱化后,顶板来压步距、动载系数、最高压力分别降低13.58%、13.77%、25.49%。定向长钻孔分段水力压裂超前弱化治理技术解决了强矿压灾害治理难题,取得了良好效果。