基于当量钻屑法的冲击地压监测预警技术研究及应用

针对济三煤矿现场监测数据,通过分析和数值计算,建立钻屑量、支承压力以及钻孔应力的关系,在此基础上,研制冲击地压实时监测预警系统。通过应力测量代替钻屑量作为冲击地压危险性主要监测指标和实时监测工作面前方应力场的变化规律,实现冲击地压危险区及危险程度的实时连续监测预警。自主开发的分析预警软件可以实时显示随工作面推进的支承应力动态云图和测点应力柱状图,设定报警阈值,以判断危险区域及其危险程度,预报发生冲击地压的可能性。通过多个冲击危险矿井的应用,表明该系统能准确地预报冲击危险区及其危险程度,实现高冲击危险工作面的安全开采。

利用钻屑法对卸压钻孔措施效果的分析评价

以钻屑法理论为基础,利用打钻屑检测孔过程中钻屑量变化规律和出现的动力现象,采用对比分析的方法,对耿村煤矿13210回采工作面采用卸压钻孔方法防治冲击地压的实施效果进行分析。分析结果表明,采用卸压钻孔方法使钻屑量最大值及大于3 mm的钻屑粒度等值都有所降低,进而在一定程度上降低了冲击地压危险性,但是未能使支承压力峰值带往煤体深部转移,说明应改变当前的卸压钻孔施工工艺,调整施工参数。分析结果也表明在采用卸压钻孔方法的同时,还应采取其他防治冲击地压的措施,从而达到对冲击地压的有效解除。

基于钻屑法的冲击地压危险性检测研究

为得出耿村煤矿13210回采工作面冲击地压危险性指标,对该工作面进行了钻屑法研究,研究发现根据现场测试的大量数据绘制的钻屑量曲线图可分为3种类型,分别为"孔底升高型"、"多峰型"、"单峰型",使用3种钻屑量曲线图,可以排除误差数据,确定有效数据。根据筛选的有效数据,得出当最大钻屑量为2.5～3.0kg/m,峰值位置距离煤壁距离为6～8m时有冲击地压危险性,但无严重冲击地压危险,对于今后冲击地压危险性的检测起到了重要作用。

钻屑法探测巷道围岩应力及预测冲击危险新探究

文章以跃进煤矿23130工作面下巷为例,利用插值法把巷道掘进期间的钻屑数据连接起来,获得整条巷道的煤粉量数据;再根据煤粉量、围岩应力、冲击地压三者之间的关系,给出了整条巷道不同区段的冲击危险等级。实践证明,预测的结果与事实相符。

钻屑法测定瓦斯含量存在问题分析及改进

针对传统钻屑法测定瓦斯含量精度不高的问题,分析了该测定方法的特点和影响因素,根据煤岩力学理论提出了瓦斯含量测定的修正方案。研究发现,受煤的孔隙结构和解吸能力等特性影响,钻屑法瓦斯含量测定方法不适合于低阶煤;钻屑质量与钻孔深度之间存在非线性关系,其决定因素是地应力控制下的煤岩扩容效应。通过引入煤岩扩容理论,提出了钻屑结构计算方法和气体补偿理论,现场瓦斯含量测定结果显示,与传统测定方法相比,修正方法的测试精度可提高8%~15%,有效降低了测试误差。

钻屑法孔壁破坍失稳现象研究

采用煤体损伤模型和极值点失稳理论对钻屑法孔壁破坍失稳现象进行了解析分析,计算得到了孔壁破坍失稳的临界载荷, 结果表明, 孔壁破坍失稳的临界载荷与煤体的材料参数E, λ,φ, σc有关, 而与孔径无关。研究了孔壁失稳与煤体冲击矿压之间的关系, 说明了孔壁破坍失稳现象与煤体压缩型冲击矿压之间可以进行类比分析。研究结果可以作为现场有效实施钻屑法预测煤巷冲击矿压的理论依据。

钻屑法预测冲击地压的数值模拟研究

RFPA软件可实现对岩石破坏全过程的应力、应变的连续模拟显示,可对比分析不同位置煤岩的应力、位移特征。本文以耿村煤矿的具体地质条件为原形,通过RFPA数值模拟,研究向煤体打钻屑孔过程中应力和位移等变化规律,以预测冲击地压的危险性。

钻屑法在掘进期间高应力集中区的应用

随着矿井不断向深部开拓,冲击地压在各种危害中变得尤为突出,给安全生产带来了巨大的隐患。阐述了在姚桥煤矿7267工作面机巷掘进期间使用钻屑法预防冲击地压,取得了良好的效果。

钻屑法预测冲击危险指标的研究

文章综合千秋矿实例，全面阐述了钻屑法预测冲击地压危险指标确定的方法及过程。

基于声发射特征的含水煤体钻屑法临界指标优化试验研究

蒙陕部分冲击地压矿井由于受到洛河组砂岩含水层的影响,煤层含水率过高钻屑煤粉泥化成团导致钻屑量始终不超标,钻屑法结果存在误差甚至失效,影响现场冲击地压危险的监测预警。基于此,以不同含水率煤体为研究对象,开展不同应力加载水平下的三轴加卸载钻进试验,探究含水率0、1.7%、3.7%和5.6%煤体钻进过程中声发射(AE)及其损伤空间特征,获取计算理论钻屑量数值的方法,通过理论与试验称量钻屑质量比确定煤体在不同含水条件下钻屑法临界指标。结果表明:(1)随应力水平和含水率增高,声发射事件呈现钻孔中心向周围扩散的现象,破坏趋势由剪切部分破坏向剪切整体破坏转变;(2)载荷水平和含水率对由声发射事件空间分布确立的损伤椭球体(DE)体积影响较大,损伤椭球体与声发射事件空间分布特征具有一致性,计算得出的损伤椭球体质量为含水煤体受到应力及钻杆切削作用的主要损伤空间质量M;(3)通过分析理论与试验称量钻屑质量整体变化趋势,发现含水煤体受到水的弱化作用后理论钻屑量有所增加,但相较于水的弱化作用,水的黏结占主导作用,导致现场收集的钻屑量偏小;(4)依据理论与试验称量钻屑质量比值得出不同含水率煤体的钻屑法修正系数H,当含水率为0~1.7%、1.7%~3.7%和3.7%~5.6%时,H分别取值1.00、2.32和4.05,当含水率大于5.6%时,钻屑法失效。

用钻屑法监测巷道围岩冲击危险

在权台煤矿３１２７乙工作面巷道掘进中，采用钻屑法监测煤层应力异常现象，成功地预报了可能发生的冲击矿压危险，确保了巷道掘进施工的安全。

基于钻屑法顺层钻孔合理封孔深度的研究

为了确定瓦斯抽采中顺层钻孔的封孔深度,基于一系列假设建立钻孔附近瓦斯流动模型,通过理论分析得出合理封孔深度介于围岩的破裂区和塑性区的2个边界之间。通过对钻屑量与煤岩体所受应力关系的分析,可采用钻屑量法确定围岩的应力状态,即可确定顺层钻孔的封孔深度。用工业试验的方法,以钻屑量和钻进过程中出现的动力现象作为指标,可以得出车集矿2705工作面顺层钻孔的合理封孔深度为6~10 m。

钻屑法检验深孔爆破卸压技术效果

冲击地压的发生与工作面前方煤体应力场的分布密切相关,可以采用深孔爆破卸压技术来改变巷道附近围岩的应力场分布形式及煤岩体的物理力学性质,降低巷道附近围岩的受载应力,使得巷道附近煤岩体的冲击倾向性指标及冲击临界载荷降至临界值以下,从而避免冲击地压的发生,利用钻屑量和钻屑粒度对深孔爆破卸压效果进行检验。研究表明:钻屑量与钻屑粒度能够有效地反映工作面前方煤体应力分布及转移情况,能够有效地检测爆破卸压效果,为深孔爆破卸压防治冲击地压技术的效果检验提供一种检测技术。

钻屑法监测煤体应力及冲击危险的现场实践

钻屑法作为一种测定煤体应力分布的方法在煤矿中被广泛使用,同时该方法也是监测冲击危险最为直接的有效方法之一。在理论介绍钻屑法监测煤体应力及冲击危险原理及其评价指标的基础上,具体针对705工作面回采过上区段停采线遗留煤柱危险区期间的冲击严峻形势,采用钻屑法对该危险区域的应力分布状态进行了探测,并进一步获得了该工作面回采期间的钻屑指标临界值。监测结果表明:(1)该区域存在3个明显的应力特征分区,即采空区侧应力降低区、煤柱应力集中区和原始应力区,其中煤柱应力集中区的分布范围为50 m。(2)采空区侧支承压力峰值位于6 m位置,煤柱影响区和原始应力区支承压力峰值位于8~9 m,总体平均位于6~9 m位置。(3)705工作面冲击危险监测的钻屑指标临界值为钻孔深度第2~5 m处为3.02 kg/m,第6~10 m处为4.44 kg/m。

基于钻屑法的梁宝寺煤矿采区支承压力分布研究

围岩应力是引起巷道围岩支护变形与破坏、产生冲击地压等现象的根本原因之一。为了研究梁宝寺矿井工作面侧向支承压力内应力场的分布,采用钻屑法对矿井内3108工作面进行钻屑法测量。通过现场实测数据,分析围岩应力场的分布,对后期预测冲击地压的危险性具有重要意义。

冲击地压工作面钻屑法监测技术及其应用

该文在分析了大兴煤矿7-2煤层冲击地压工作面地质条件和开采特点的基础上,采用钻屑法对工作面采掘期间的冲击危险区域进行了监测。通过分析钻屑法的监测原理及判断准则,对北二700工作面冲击危险性进行了实时监测,并对比卸压前后的钻屑煤粉量,及时卸压,钻屑量远低于临近值,明确了工作面冲击危险区域的危险性降低,可以进行安全回采。

利用钻屑法对羊草二矿冲击地压危险性的检测研究

随着我国煤矿开采深度的增加,以及开采条件越来越复杂,我国的冲击矿压现象越来越多,危害也越来越大,必须及早引起重视。本文通过钻屑法对长春羊草二矿冲击地压危险性进行检测研究。

应用钻屑法评价采掘工作面冲击地压危险性

为了做好小沟煤矿冲击地压防治工作,在该矿1190B8综采面运输巷、回风巷掘进过程中以及回采工作面开采过程中,应用钻屑法对该综采面运输巷掘进面、回风巷掘进面、回风巷地质构造变化带、回风巷煤柱应力集中区、回采工作面、运输巷支承压力区6个应力集中区进行了检测,使用钻粉率指数判定指标判定6个应力集中区冲击地压危险性,确定小沟煤矿1190B8综采面掘进工作面、回采工作面无冲击地压危险。根据1190B8综采面采掘工作面钻屑量测试结果,确定并分析该综采面6个应力集中区的应力集中度。

阳城煤矿回采巷道钻屑法监测冲击地压临界指标研究

冲击地压是典型的煤岩动力灾害现象、是煤矿开采中最严重的自然灾害之一。钻屑法是通过在受压煤层中钻中Ф42～50mm钻孔，根据钻进过程中呈现的动态特征、相关动力效应、以及排出煤粉量等指标，鉴别监测区域冲击危险危害程度的方法。基于钻孔效应原理，推导出煤体应力与钻粉量的关系，确定了冲击地压危险指标，通过在回采巷道沿煤层倾向进行钻孔试验并提取煤粉，统计分析得钻孔每米正常煤粉量，并对其进行修正，进而确定钻屑法监测开采煤层冲击地压临界指标，依据该临界指标进行冲击地压危险的日常监测。

基于钻屑法的小庄煤矿40204工作面冲击危险性监测

为了判别小庄煤矿40204工作面局部冲击危险性,采用钻屑法对40204工作面局部区域进行了监测,制定了工作面钻屑法煤粉量的标准值(浅部1.62 kg/m,深部1.95 kg/m)及临界值(浅部2.43 kg/m,深部3.90 kg/m),动力显现区域煤粉量为浅部2.21 kg/m,深部2.71 kg/m;压力升高区域煤粉量为浅部1.95 kg/m,深部2.44 kg/m,并由此对监测范围冲击危险性形成评价,工作面运输巷及回风巷超前支护区域范围巷帮浅部钻屑量普遍偏高,接近临界值,并且在取钻屑过程中有卡钻和吸钻的现象,说明该区域具有一定的冲击危险性,为后续开展卸压工作提供了依据。