陕西煤矿冲击地压发生规律与分类防治

随着煤炭资源开采区域不断向西部以及深部转移,西部地区冲击地压矿井数量呈井喷式增长。陕西省作为煤炭大省,煤炭开发供应规模稳居全国前列,但冲击地压灾害尤为突出,为了有效遏制本地区煤矿冲击地压频繁发生势头,并为类似条件矿区冲击地压防治提供借鉴,通过分析陕西煤矿10年来的24座矿井、85起冲击地压案例,基本厘清了冲击地压发生规律,并开展了基于主控因素的分类防治研究。研究结果表明:陕西省煤矿冲击地压具有灾害矿井集中、灾害程度严重、多灾害叠加影响显著、防治难度大等特点;冲击地压监测技术、防治技术与地方法规建设历程几乎同步,达到了起步晚,起点高,示范效应强的结果;基于冲击地压主控因素,将陕西省冲击地压划分为3大类,分别为:坚硬顶板主导型、地质构造主导型和宽煤柱主导型,并针对主控因素提出弱化坚硬顶板、转移煤柱高集中应力、释放构造应力的防治方法。通过10年来的工程实践,不断优化矿井开采设计,探索煤层厚硬顶板千米顺层钻孔区域压裂新技术,加大防冲卸压技术的落实,冲击地压显现逐年减少,成果显著。

基于综合物探的承压开采回采工作面底板注浆治理效果分析

为了验证承压开采回采工作面底板注浆治理效果,本文以霍州煤电汾源煤业5-104工作面底板注浆工程为例,注浆前采用多种(多次)物探技术手段,对承压开采回采作面内部及底板构造赋存、含水层富水性等情况进行综合探查;工作面需要开展多次注浆,每次注浆后采用物探手段进行验证,指导下一次注浆,为注浆治理工作提供“靶区”;将注浆前后综合物探数据进行对比分析,检验注浆治理效果,保障回采工作面安全回采。

铁路全生命周期地质灾害防治技术对策

我国地域广阔,地质灾害严重。在铁路规划、设计、建设、运营和维护等各阶段,都需充分考虑地质灾害风险,并采取相应的预防和治理措施。研究提出贯穿铁路勘察设计、建设和运营全生命周期的铁路地质灾害防治总体技术框架,并采取以下技术对策:通过充分的地质勘察工作,查明沿线地质环境条件,为铁路规划和设计提供科学依据;施工过程中采取合理的施工方法和措施,对地质灾害进行防治,避免对环境造成破坏;加强运营维护期的地质灾害监测和预警,及时发现和处理潜在危险。研究提出的铁路全生命周期地质灾害防治技术对策已在多处投入应用,为确保铁路安全运行和可持续发展发挥了重要作用。

煤矿冲击地压地质灾害防治技术研究

本文深入分析了冲击地压灾害发生的主要条件和影响因素,总结了目前煤矿冲击地压防治的主要技术措施。研究表明,煤层与围岩的冲击倾向性、采动应力集中及能量释放空间是诱发冲击地压的关键条件。复杂的地质构造、不合理的开采顺序与方式以及开采深度的增加会显著增大冲击地压的发生风险。针对性地采取压力监测预警、卸压、注水、支护加强等综合防治技术是避免和减轻冲击地压灾害的有效途径。本研究对指导煤矿安全科学开采、降低冲击地压灾害风险具有重要意义。

深部采区工作面沿空留巷安全开采及工程应用

结合现有的沿空留巷的技术特点,降低留巷期间顶板预裂切缝影响范围内工作面顶板来压强度,在保证安全开采、技术可行、经济合理的前提下,对万峰煤矿二采区工作面进行开采,通过对比柔模沿空留巷、高水充填材料留巷、切顶卸压沿空留巷的技术特点,在衡量技术适用和经济的因素后,选用切顶卸压沿空留巷开采。通过布设监测点的方式分析留巷围岩的偏移量与顶板压力,总结出采空开挖区四阶段的位移与矿压的变化特征。并且针对该技术提出了采空区的灾害防治措施,提出了采空区漏风特性、自然发火监测监控、自然发火预测预报管理的相关技术方案。

断层滑移区煤与瓦斯突出防控技术研究

为了提高大平煤矿断层滑移区煤与瓦斯突出防治技术措施,以吴庄逆断层构造为研究对象,根据工程现场实际情况,通过现场测试、理论分析与数值模拟相结合的方法,系统研究采动影响下断层滑移诱导突出过程中断层滑移规律、断层及相关煤层的应力分布及瓦斯运移动态特征和突出的动态机制,结果表明多因素与煤与瓦斯突出灾害之间的因果关系,并在此基础上对现有防控措施进行优化,从而增强了矿井瓦斯防治能力。

陷落柱构造影响工作面瞬变电磁监测技术应用研究

李村煤矿1306回采工作面水文地质、构造条件复杂,对含水构造的探查提出了较高的要求。为保障矿井的安全生产,开展矿井瞬变电磁监测技术应用试验研究。在1306进风巷掘进工作面进行超前监测定位研究,提高富水异常区定位的准确性以及钻探疏放的精确度,保证工作效率;在工作面开展陷落柱疏放水监测研究,通过对比验证保证了低阻异常区圈定结果的可靠性,并验证疏放水效果,为工作面的水害防治提供了可靠信息。

带压开采工作面构造导水性微震监测研究

为研究带压开采工作面回采期间构造及隐伏构造是否会出现沟通深部含水层的现象,以赵固一矿为研究对象,采用矿井水害微震监测技术,对16091工作面回采阶段进行监测预警,捕捉到工作面过构造期间,近煤层破碎加剧但深部事件数量及所占比例未增大,反映底板裂隙未出现向下进一步发育趋势。同时对断层参数与事件最大发育深度进行相关性分析,研究断层导水性影响因素。结果显示,该工作面回采未引发构造导水性增强,断层落差比倾角对断层沟通深部流场的影响程度更大。

沿空巷道顶板型冲击地压防控技术研究

53_(下)01工作面回采后易形成大面积悬顶,当悬顶弯曲、突然断裂及垮落时,引起冲击灾害的发生。通过建立顶板悬臂结构力学模型,得到悬顶结构跨度l影响冲击地压的主要因素。提出采用悬顶结构弱化、巷道断面恢复、复合弱结构体防冲相结合的方式降低工作面冲击危险性。卸压后平均钻屑量为2.86 kg/m,均稳定在2.9 kg/m上下,处于安全范围,防冲取得了良好效果。

华亭煤矿强矿压动力灾害防治技术分析

复杂地质条件下开采深度的增加极易导致强矿压动力灾害的发生。以华煤集团华亭煤矿250102综放工作面及其回采巷道为研究背景,通过SOS微震监测系统拾取回采工作面推进过程中微震(声发射)信号,获取强矿压动力灾害前兆信息特征规律,分析3种不同危险等级(R,O,Y)强矿压的分布规律且判定其危险区域。综合现场开采特征,确定工作面开切眼至400 m范围为危险区域,此期间20 m煤柱侧强矿压显现尤为严重。最终确定了采用"超前顶板深孔爆破+帮侧煤体卸压爆破+顶板煤层注水"相结合的解危措施来减轻和消除强矿压动力灾害现象,保障井下工作人员在工作期间的安全。

井下疏水降压防治水措施的适宜性分析

为有助于华北岩溶充水煤矿的疏放水工作,采用均衡原理分析了矿井疏放水时涌水量的构成,总结出矿井疏放水常见的3种水位动态变化曲线,即弱富水但补给充沛含水层的快速下降和快速稳定型曲线、富水性差和缺乏补给含水层的近直线状下降曲线、强富水性和强补给含水层的平缓分段下降曲线。结合河南省4个大型岩溶充水煤矿防治水实例,以大型放水试验取得的降深和涌水量之比作为评价指标,研究了矿井疏水降压的适宜性,可为矿井疏放水提供参考。

淮南矿区煤炭深部开采技术问题与对策

为实现深部煤炭安全高效绿色开采,剖析了淮南矿区深部开采面临的瓦斯、灰岩水、地压、地温等4个方面技术难点,并给出深井开采的7大关键技术对策,即:优化开采布局,整合资源;构建瓦斯治理模式,创建瓦斯治理示范工程;研发试验了深部煤矿全断面硬岩盾构机和更小断面煤矿顶管机等,推进"机械化、自动化、智能化、信息化"进程;开创"钻、疏、注"一体化灰岩水防治技术;研发矿井降温技术;开发深井巷道稳定性控制与支护技术;推进协调、绿色开采成套技术,以此解决深部开采的关键技术难题,推进协调绿色发展,提高深部矿井安全生产及综合效益。

煤矿冲击地压监测和防治技术的研究现状及进展

随着开采深度的增加,冲击地压已成为威胁我国煤矿安全生产的主要因素之一。冲击地压监测技术可分为综合指数法、钻屑法和测量法等常规监测法和地质电法、微重力法、声发射法、微震法和电磁辐射法等地球物理监测法;冲击地压的防治技术以煤层注水、开采保护层、爆破卸压及开槽卸压等为主。通过比较各监测方法的优缺点及适用条件,指出以电磁辐射为代表的地球物理监测法具有非接触、连续动态监测、对生产影响小等优点;在深部开采条件下,可采用多种防冲技术相结合的综合防冲技术,以提高冲击地压的治理效果和改善矿井的安全生产水平。

深部金属矿采动灾害防控研究现状与进展

随着地球浅部矿产资源逐渐枯竭,深部矿产资源开采已成必然趋势。在查阅大量相关文献的基础上,综述国内外金属矿山对深部开采的界定与开采现状,重点关注深部高应力这一特殊环境条件下的采动灾害类型与致灾机理,提出深部金属矿采动灾害预防与控制策略。研究结果表明:不同国家对深部开采的界定有所差异,我国将开采深度超过800 m的金属矿山定为深部开采矿山;我国进入深部开采的矿山数量及规模与国外相比仍有较大差距,但是从目前深竖井建设数量来看,短期内我国进入深部开采的矿山数量将会达到世界第一;深部由高应力引起的采动灾害主要包括由层裂、岩爆和挤压大变形导致的巷道或采场垮塌、冒落或变形;提出深部采动灾害预防与控制流程,在建立地质灾害风险评估模型的基础上确定巷道及采场的布置位置,通过对回采顺序、隔离矿柱设置、充填采场及卸压爆破对深部采矿地压调控进而预防采动灾害的发生;岩爆是深部金属矿山在开采过程中最易发的采动灾害,研发能有效控制岩爆危害的矿山动力支护系统是深部开采未来必须解决的问题。

煤矿水闸墙设计施工技术综述与展望

综述了国内外煤矿中广泛应用的水闸墙的技术发展现状,介绍了目前常用的水闸墙结构类型及适用条件、水闸墙设计与施工的规范化和标准化进程。随着开采深度的加大,煤矿水闸墙设计施工面临着水压高、围岩破碎和施工环境恶劣等困难。提出了水闸墙设计、施工中的关键技术问题,例如选址、选型、计算、安全系数选取与规范化施工等。提出了水闸墙快速施工、水闸墙长期封堵酸性水、水闸墙物理与数值模拟、封堵水的综合利用、水闸墙有关法规建设等方面水闸墙工程技术的发展趋势。研究表明:水闸墙设计与施工技术仍需要从多学科角度不断创新与应对,应特别重视从力学强度和抗渗性能两方面进行深部高压水闸墙的设计与施工。

采场底板断层突水及其防治方法

阐述了采煤过程中底板岩层在矿压作用下的变形特征及其规律。在理论上提出了当倾向采场且平行其边缘的底板断层面同底板岩层中的最大膨胀线相吻合时，该类断层两盘的相对位移量最大，也最容易发生突水事故，并通过实例说明了底板断层的突水机理。最后，从水文地质和采煤方法两个方面，提出了防治突水的措施。

深部煤层开采高承压奥灰水害防治关键技术

以峰峰矿区为背景,针对深部煤层开采亟待解决的奥灰水威胁问题,提出了针对深部煤层开采高承压奥灰水害防治的关键技术。利用定向水平井群技术对煤层底板隔水层的薄弱地带及水文异常区等进行注浆加固,封堵潜在的导水通道,增强底板完整性;同时将奥灰顶部一定范围的岩层改造为相对隔水层,将奥灰含水层的作用点向下移,增加了有效隔水层的厚度,可以解放大量原始状态下不可采的煤炭资源。该技术在峰峰矿区大采深矿井推广应用后,防止了奥灰水害事故的发生,保证了矿井安全生产。

超化煤矿三软煤层采煤工作面底板承压水的防治

在带水压开采条件下,为了消除采煤工作面底板承压水的威胁,结合郑州矿区超化煤矿煤层底板含、隔水层情况,采用突水系数法划分底板突水威胁区域,通过物探、钻探查明底板富水区的分布情况,对煤层底板薄层含水层进行注浆以将含水层变为隔水层,在工作面生产过程中保持均衡推进以减少前方移动支承压力对底板隔水层的破坏。实践表明:采取物探、钻探、注浆和均衡推进等综合防治水的方法能有效减少工作面底板的涌水量,降低底板承压水的突水概率;对三软煤层底板主要强含水层以上地层进行加固改造,可以提高底板岩层的隔水厚度和隔水性能,有效防治底板承压水。

锦屏水电站辅助洞高压大流量地下涌水的预防与治理

介绍了雅砻江锦屏水电枢纽辅助洞工程从开工至2005年底所遭遇的五次高压大流量地下涌水的情况及其规律,并指出了在隧洞掘进过程中地下涌水的前兆及其治理经验。

金属矿山特大事故隐患与地质环境的综合治理

针对广西大厂矿区大范围空区等隐患,在现场调查的基础上,采用充填措施,对空区实行分隔治理、多层防护和封闭,并采取有效的防治水措施和实时地压监测技术,解决了困扰矿山多年的特大事故隐患治理问题,同时使矿区的地质环境也得到了全面治理,为大厂矿区的资源开发利用创造了安全技术条件和良好的环境。