冲击倾向性围岩沿空掘巷防冲控制原理及应用

针对冲击倾向性围岩条件下沿空掘巷的防冲及稳定性控制问题,从应力控制和支护系统设计两方面入手,在分析巷道诱冲因素和变形特征的基础上,提出了冲击倾向性围岩沿空掘巷的防冲控制原理。即合理设计窄煤柱宽度有效降低围岩应力,人为制造软弱夹层释放围岩应力、吸收冲击能,高性能锚杆支护技术体系强化围岩支护小结构强度。现场实践表明,综合采用上述3方面技术措施后,可实现对冲击倾向性围岩条件下沿空掘巷的有效控制,工作面准备及回采期间没有冲击矿压发生,巷道变形满足安全生产要求。

冲击危险区迎采沿空巷道切顶护巷防冲技术

为了解决张双楼煤矿冲击危险区迎采沿空巷道的巷道变形问题,以92606综采工作面为研究对象,采用理论分析的方法研究了爆破切顶护巷技术;并针对92606工作面的实际情况确定了顶板爆破孔深度为3.3~12.6 m,2个炮孔间距要小于等于1 m,切顶效果较好;同时对92606工作面提出了4种防冲控制方案。根据现场情况对其进行对比分析,得出当孔深8 m和6 m,间距0.5 m,在竖直方向上进行爆破的过程中,爆破面下部隅角一般都不存在悬顶,顶板与支架在爆破时一同脱落;这时可以进行顶板的切顶工作,就可以在一定程度上对92606工作面隅角悬顶,以及在沿空巷道方向上的采动形变进行控制。

顶板-支护系统准共振诱发冲击地压机制研究

冲击地压的发生机制与防治是煤矿动力灾害研究的重要问题。巷道顶板-支护系统在围岩扰动作用下存在接近共振状态的准共振现象将诱发顶板支护系统的冲击灾害,表现为顶板的位移、速度、加速度3种准共振强响应。依据支护失稳及支护塑性屈曲判别条件,给出支护动载破坏的3个安全系数及相应的危险扰动频率比区间,同时针对顶板支护系统准共振诱发的冲击灾害给出支护阻尼防冲控制分析。结果表明:在外界扰动力幅值低于静载下的支护临界破坏载荷时,顶板-支护系统的准共振现象是导致支护冲击破坏的主要原因;支护破坏的准共振危险扰动频率比区间与顶板支护系统的阻尼比及力幅比有关,随着阻尼比的增加,顶板准共振时的位移、速度及加速度响应幅值均减小,支护阻尼是对3种准共振响应均敏感的控制量;随着顶板支护系统阻尼比的增大或力幅比(外界扰动力幅值与支护静载破坏临界载荷之比)的下降,支护的危险扰动频率比区间范围将缩小甚至消失,同时阻尼比和力幅比取值均较小时,顶板支护系统在3种准共振下的危险扰动频率比取值区间较为接近。该研究将丰富对冲击地压发生机制的认识,同时对支护防冲控制设计具有参考价值。

钻屑监测法在充分解危卸压后的冲击地压预警技术

华亭煤矿250107-1工作面在掘进期间存在构造应力较大、应力集中程度高的现状。根据褶皱区域应力分布特征及冲击地压显现特点,提出了最大水平应力对冲击地压的作用机制,对最大水平应力、采动应力分布规律及其与冲击地压孕育诱发关系进行了分析,在此基础上提出了以优化工作面开采方向、巷道掘进方向及布置方式、巷道围岩弱化措施为主的防冲控制对策。

高能产气预裂技术在治理冲击地压中的应用

国内外采用的冲击地压控制方法主要包括合理的开采布局、保护层开采、煤层松动爆破、煤层注水等。煤层松动爆破、煤层注水等工艺技术效果有限,为探究新型预裂技术对冲击地压的防控效果,以山东南屯煤矿93下09工作面为工程背景,采用理论分析与现场检测等手段实施高能气体超前预裂技术。针对93下09工作面的实际情况,确定了预裂孔深度为25 m和70 m,钻孔间距为10 m和15 m。通过现场微震、钻孔应力监测和钻屑监测表明,高能产气剂预裂技术可以有效降低工作面压力,达到冲击地压的效果。