深部巨厚砾岩层下高应力煤柱冲击地压防治技术

为解决深部巨厚砾岩层下高应力煤柱附近工作面冲击地压防治问题,以华丰煤矿2410工作面和2409工作面遗留煤柱为研究对象,从采掘布置、原岩应力和采动应力等方面分析其对诱发冲击地压的影响。结果表明:2410工作面过2409煤柱期间冲击危险性较高,局部具有高冲击危险性,该条件下的冲击地压主因以遗留煤柱或区段煤柱周围形成的高应力冲击地压为主,同时伴随着煤柱失稳或采动引发巨厚砾岩层运动产生矿震诱发冲击地压。据此提出在掘进期间采用煤层大直径钻孔卸压为主的边卸压边掘进的防冲措施和工作面回采期间煤柱多轮大幅度卸压的防冲措施,与此同时采用煤粉监测、微震监测等方法进行冲击地压综合监测,从而降低了冲击地压危险性。

高应力煤柱区巷道掘进冲击地压防治分析

冲击地压作为深部高应力巷道掘进作业中常见的地质灾害类型,实现对其的有效防治对矿井长久发展意义重大。以此为着手点,针对高应力煤柱区巷道掘进冲击地压防治开展综合探究,结合具体工程实际,在分析矿井冲击地压风险的基础上,对如何实现高应力煤柱区掘进巷道冲击地压的治理进行综合分析,并探究提出的增强支护方案应用效果,希望能够为其他矿井相似工程的开展提供指导和借鉴。

高应力煤柱区掘进时冲击矿压的防治

介绍了高应力煤柱区掘进时,对冲击矿压防治的几点有效做法,同时介绍了一些设备的管理手段。

深部高应力区段煤柱留设合理性及综合卸荷技术

为避免深部矿井高应力煤柱对巷道产生的不利影响,基于塑性滑移场理论、极限平衡理论,结合数值模拟方法,以葫芦素矿井2-1煤首采区为背景,研究区段煤柱集中载荷作用下底板承压破坏范围及其对巷道围岩稳定性的影响程度。结果表明:目前葫芦素2-1煤留设的30 m区段煤柱在侧向支承压力作用下对底板岩层的影响较大,其承压破坏带覆盖整个巷道底板范围,造成巷道底臌严重。为此,提出了"一高一低"的高应力区段煤柱综合卸荷技术,即高位"钻、切、压"一体化技术切断覆岩应力传递,低位煤层小孔径爆破技术释放煤柱内的集聚载荷。现场实验结果表明:卸荷后煤柱内部应力峰值由22. 5 MPa降至15. 7 MPa,压降明显,巷道变形得到有效控制。

高应力特厚突出煤层水力割缝卸压防突技术研究

针对采动形成的高应力煤柱区瓦斯动力灾害防控难题,以窑街煤电集团有限公司金河煤矿16219工作面为工程背景,综合采用数值模拟、理论分析、微震分析、工程实践相结合的研究方法,揭示了煤柱区的应力演化规律,在分析水力割缝卸压增透原理的基础上,优化并实施了水力割缝卸压增透措施,并对卸压防突效果进行了考察。结果表明,受周边采动影响,16219工作面首分层开切眼及回风巷交叉区域的煤体出现了高应力集中现象;通过对常规掘进与开挖缝槽后掘进2种情况的模拟对比分析,表明开挖缝槽能有效缓解高应力集中区内巷道周边煤体的应力集中状况;针对均一的缝槽尺寸可能导致巷道周边形成小范围应力增高区的现象,进一步优化了高应力集中区的水力割缝参数,合理增加了巷道周边水力割缝钻孔的出渣量。割缝作业实施后,微震监测数据显示大能量事件的占比有所减少、小能量事件的占比增加,煤体的弹性能有所释放,测试煤层残余瓦斯含量降低至4.73 m^(3)/t,表明煤层的突出及冲击危险性均有所降低。

煤柱下高应力区煤巷矿压显现原因及控制技术

孙家沟煤矿13313进风巷正好布置在11#煤回采后遗留煤柱下方边缘处,两煤层层间距17 m左右,正处于煤柱下方高应力区,巷道围岩稳定性难以控制。加之煤柱正上方为11#煤顺槽最低点,造成此处顶板淋水严重,影响顶板的稳定性与锚固结构的强度,在二者共同作用下,出现巷道局部矿压显现剧烈情况。采用理论分析、现场观察及钻孔窥视的方法分析了矿压显现原因提出采用全锚索支护顶板,锚索直径21.8 mm,长度8200 mm,帮部锚杆直径增加为22 mm,且两帮都进行锚索补强的方法控制围岩,工作面回采期间采用水力压裂方法进行顶板卸压。

近距离煤层下行跨煤柱开采巷道的合理布局

为了探究遗留区段煤柱对下伏回采巷道布局的影响,以煤峪口矿为工程背景,通过最大主应力集中系数判别底板应力增高区,采用理论解析、编程计算、数值模拟的方法,研究了不同开采阶段底板应力增高区的演化特征.结果表明:区段煤柱宽度、埋深、煤柱边缘至峰值区的距离及其垂直应力峰值控制着应力增高区的发育,采空区应力恢复特征对应力增高区的影响可以忽略;对比各模拟方案中煤柱-巷道错距与应力增高区对下煤层的影响范围峰值,并结合采空区应力逐渐恢复及工作面矿压显现的区域化特征,认为煤柱-巷道错距10~15 m为优选区间.选择12 m错距进行工业试验,取得了良好效果.

煤巷锚带网及工字钢加强支护技术

煤柱高应力区及复合顶板、天然焦火成岩顶板巷道,采用锚网梁支护配合架连锁棚复合支护,可预防锚网支护巷道发生大面积冒顶事故,减少巷道修护量,提高锚网梁支护巷道的安全性,提高掘进单进水平。

岱河煤矿锚带网工字钢复合支护技术

岱河煤矿顶板岩性复杂,多为复合顶板、天然焦火成岩顶板及煤柱高应力区,采用锚带网工字钢棚复合支护,可有效控制巷道围岩变形,预防锚网支护巷道发生大面积冒顶事故,提高锚网梁支护巷道的安全性,提高掘进单进水平,为安全施工可借鉴推广。

锚网梁连锁棚复合支护技术

针对锚网梁支护效果隐避性大的缺点,采用锚网梁配合架连锁棚复合支护,可有效控制巷道围岩变形,预防锚网支护巷道发生大面积冒顶事故,减少巷道修护量,提高掘进单进水平。

煤巷锚带网及工字钢加强支护技术研究与运用

煤柱高应力区及复合顶板、天然焦火成岩顶板巷道,采用锚网梁支护可以增大巷道使用断面,并且采用主动力,增加巷道围岩强度,减少巷道变形量,减少巷道修护工程量。但是锚网梁支护的效果隐避性大,当巷道围岩塑性圈超出锚杆锚固区(或锚固区附近存在节理面)时,锚网梁的支护效果显著降低,巷道极易发生大面积冒顶事故。采用锚网梁支护配合架连锁棚复合支护,可有效控制巷道围岩变形,预防锚网支护巷道发生大面积冒顶事故,减少巷道修护量,提高锚网梁支护巷道的安全性,提高掘进单进水平。为安全施工可借鉴推广。