巨厚砾岩层下综放工作面冲击地压危险性评价和矿震发生特征分析

为有效监测和防治综采工作面冲击地压事故,以耿村煤矿巨厚砾岩层下综放工作面为工程背景,采用综合指数法评价综放工作面冲击地压危险性,利用微震监测结果研究综放工作面回采期间矿震特征。结果表明:(1)13230综放工作面冲击危险性指数为0.65,属于中等冲击地压类型;(2)综放工作面回采期间矿震主要发生在工作面前方顶底板煤岩体中,工作面处于“见方区”时发生矿震的频次、最大能量和总能量均明显高于“非见方区”的,“见方区”矿震的震源主要位于工作面前方中部顶底板煤岩体和运输平巷上帮顶板煤岩体中;(3)综放工作面顶板周期来压期间通常伴随大能量的矿震事件。研究结果可为耿村煤矿综放开采冲击地压监测和防治提供参考。

束状孔等效直径当量球形药包大量落矿采矿技术

束状孔等效直径当量球形药包爆破技术是一种全新概念的爆破技术。它以数个密集平行深孔形成共同应力场的作用机理为基础，由数个束孔进行组合漏斗爆破，实现高分层大量爆破落矿：由于装药约束条件的改善，可采用普通低成本炸药，从而大大降低采矿成本。采用大参数束间距，凿岩硐室可以布置成凿岩巷道的形式，简化了采场地压管理。下向分层落矿，采场爆破避免了切割井、拉槽等低效率作业辅助工程。工业试验表明，由于创造了充分利用炸药能量和控制爆破作用的良好条件，矿岩破碎质量好、大块率低，爆破炸药单耗低、炮孔每米崩矿量高，边帮、直接顶板的完整性保护效果良好。

放顶煤开采上覆巨厚砾岩层变形移动规律研究

放顶煤开采时上覆巨厚砾岩层垮落直接影响综放工作面的安全生产,为了研究放顶煤开采上覆巨厚砾岩层变形移动规律,以河南大有能源股份有限公司耿村煤矿综放工作面特厚煤层及其上覆巨厚砾岩层为工程背景,采用相似材料模拟试验,研究了放顶煤开采时上覆巨厚砾岩层变形移动全过程。结果表明:(1)随着煤层开采,依据巨厚砾岩层裂隙场的特征,巨厚砾岩层变形移动和垮落的全过程分为下位和上位垮落过程,其中下位砾岩层初次断裂时垮落体形态为梯形,上位砾岩层断裂控制着地表的变形;(2)当工作面停采后,巨厚砾岩层裂隙演化发展具有较明显的时间效应;(3)下位砾岩层初次垮落步距650. 0 m,周期垮落步距175. 0 m,上位砾岩层初次垮落步距825. 0 m,地表下沉系数0. 267。研究结果可为耿村煤矿巨厚砾岩层下综放开采提供安全技术支撑。

巨厚砾岩层下综放采场矿压显现规律

巨厚砾岩层下综放采场矿压显现规律研究对于采场围岩控制和安全生产具有重要的现实意义.采用理论分析和义马矿区千秋煤矿矿压观测方法进行研究,得出结论为:综放工作面围岩可控程度属于难控围岩,即采场顶底板围岩控制困难.选出了ZF7000-18/28型放顶煤基本支架及其综放面合理配套设备;现场观测研究了综放面矿压显现规律,得出了采场顶板来压步距、来压强度等参数.采场矿压显现明显,不同区域来压具有不一致性.顶板周期来压时支架循环末工作阻力最大值为4 307.70 kN,为支架额定工作阻力的61.54%.因此,采场支架可靠性能较高,现场应用试验效果显著,矿井实现了"一井一面"生产模式,推动了安全高效矿井建设.

野三关隧道特大溶洞崩塌堆积体处治施工技术

介绍沪蓉西高速公路野三关隧道特大溶洞崩塌堆积体内超前支护、洞身开挖、基底处理的具体施工工艺。施工中采用长管棚跟管钻进、超前预注浆、台阶法开挖、工字钢支撑、基底注浆加固等处理措施,取得了较好的效果。

高铁隧道穿越巨型空腔深大溶洞处治施工技术

高铁隧道穿越巨型溶洞中存在着极大的施工风险,本文以云桂铁路营盘山隧道穿越巨型溶洞为依托,对绕行、溶洞回填、框架基础跨越及桥梁跨越四种穿越方案进行对比分析,得出溶洞回填在安全性、工期及造价方面较优的结论。然后依据隧道和溶洞不同断面分布的特点,综合采用了基底注浆加固、混凝土回填、土石回填、洞壁锚喷防护、二衬多层防护等措施,确保施工的安全和运营安全。经过数值计算分析,表明结构的安全性满足要求。该文的研究结论可为类似工程提供参考。

厚硬顶板控制性放顶及矿压显现特征研究

为了保证巨厚砂岩直覆顶板综采工作面的安全高效回采,通过对综采工作面深孔预裂爆破前后矿压显现特征指标,来考察工作面巨厚砂岩直覆顶板控制性放顶的实际效果。结果表明,深孔预裂爆破控制性放顶技术能有效保证工作面巨厚砂岩直覆顶板正常垮落,降低顶板大面积突然切断来压造成危害,为工作面的顺利回采提供保证。

基于自燃“三带”分析的巨厚煤层综放开采工作面长度确定方法

为解决巨厚煤层综放开采合理工作面长度确定问题,在对影响巨厚煤层综放工作面长度的多种因素分析基础上,提出了一种基于“三带”分布规律和煤层最短自然发火期分析方法。采用数值计算分析了工作面长度与煤自燃氧化升温带宽度间的相关性,研究结果显示,工作面长度与煤自燃氧化升温带宽度间呈现正相关,可通过缩短工作面长度方式“补偿”工作面较慢的推进速度。并结合潘津煤矿产能要求,计算得出了满足防灭火要求下的工作面日均最小推进量,进一步确定了工作面合理长度。

公路桥梁桩基穿越超大型溶洞的荷载传递机制试验研究

为探明公路桥梁桩基穿越超大型溶洞的荷载传递机制,开展回填法施工的25.5 m溶洞的桩基受力现场试验;结合数值仿真方法,研究采用回填法处治溶洞时,穿越不同高度溶洞的桩基竖向承载特性和荷载传递机制,重点探明回填材料固结引起的负摩阻力最大值及范围占比变化规律。结果表明:采用回填法处治溶洞后,荷载较小时,穿越超大型溶洞桩基的轴力在一定范围内增大,桩侧产生负摩阻力;桩基的竖向极限承载力随洞高增加呈减小趋势;洞高由5 m增至30 m时,极限荷载作用下负摩阻力最大值增幅达102.7%,其范围占比由0%增加至24%,洞高超过25 m后,负摩阻力范围占比超过20%。若采用回填法处治溶洞,建议当洞高为5~10 m时,可忽略负摩阻力的影响;为超大型溶洞时,需考虑负摩阻力对桩基竖向承载特性的不利影响;洞高为15,20,25,30 m时,溶洞顶面下0.092 H,0.145 H,0.213 H,0.240 H(洞高)范围内按负摩阻力计算桩基承载力。

综放开采上覆巨厚砾岩层离层和断裂力学模型及其应用

放顶煤开采上覆巨厚砾岩层变形移动直接影响到采场矿压显现,上覆巨厚砾岩层断裂下沉造成综放面出现大能量微震事件.基于河南省西部矿区某煤矿13230综放面地质采矿条件,利用相似模拟试验和理论分析研究了综放开采上覆巨厚砾岩层离层和断裂力学模型.基于巨厚砾岩层发育特征,以中部弱面为界将其划分为下位和上位砾岩层.相似模拟得到了综放开采砾岩层与下伏岩层之间离层的时空演化规律,将离层演化过程划分为“孕育阶段—加速阶段—缓慢扩展阶段—稳定阶段”4个阶段;模拟得到了砾岩层初次和周期垮落体为四棱柱体,推出了垮落体对综放面冲击能量计算式;建立了综放开采巨厚砾岩层离层和断裂力学模型,推出了离层量和砾岩层初次垮落步距计算式.现场微震系统监测结果表明,巨厚砾岩层下、上位砾岩层的初次和周期垮落产生的震动场都将对综放面煤岩体产生冲击,在综放面前方煤岩体出现大能量的矿震,其中下位砾岩层断裂时对综放面冲击最严重.研究结论对巨厚砾岩层下综放开采时地面减沉和井下冲击地压预测防治具有重要的指导意义.

综放开采上覆巨厚砾岩层变形垮落冲击相似模拟研究

巨厚砾岩层的垮落对下伏综放工作面前方的煤岩体造成冲击,甚至诱发冲击地压。论文以耿村煤矿13230综放工作面为工程背景,利用相似模拟试验和理论分析,研究综放开采过程中砾岩层变形移动垮落特征、声发射和震动加速度响应特征等。研究结果表明:综放开采上覆巨厚砾岩离层后处于悬顶状态,当砾岩层底部高倾角采动裂隙向上扩展与上部次生裂隙相互连通且贯穿砾岩层时,砾岩层发生初次垮落;垮落体对下伏综放面煤岩体产生冲击作用。综放工作面超前支承压力具有“单峰”特征;砾岩层初次垮落时超前支承压力的峰值应力集中系数最大;综放工作面后方采空区底板处于低应力区。声发射事件定位反映出砾岩层中主控裂隙的孕育产生、扩展演化以及砾岩层垮落的全过程;砾岩层初次垮落前声发射事件数较多,垮落后声发射事件数显著降低;声发射事件参数即最大幅值、振铃计数和绝对能量均与工作面推进度有关,砾岩层初次垮落前声发射事件参数均达到极值,初次垮落以后声发射事件参数均显著降低;砾岩层初次垮落具有强冲击和瞬时性的特征。研究结论为义马矿区综放开采围岩控制和冲击地压防治提供技术支撑。

深部沿空综放面巨厚表土加载型冲击地压机理研究

以赵楼煤矿7303工作面为工程背景,采用理论分析、现场实测等方法,对深部沿空综放面巨厚表土加载型冲击地压机理进行研究,总结了厚表土薄基岩综放面的覆岩空间运动结构演化规律,建立了表土加载阶段的土压力拱载荷传递机制力学模型,基于理论分析结果划分了深部沿空综放面巨厚表土加载阶段的管控区域范围与等级,深部沿空综放面巨厚表土加载型冲击地压机理为:推进至表土持力层破断步距时,巨厚表土通过土压力拱将自身载荷传递至承载基岩,随着基岩破断运动持续加载至工作面前方煤体中,导致煤壁前方大范围煤层应力持续性升高,容易诱发冲击地压。通过微震监测、地表沉陷和现场显现数据,验证了深部沿空综放面地层运动、地表沉陷与巨厚表土加载型冲击地压发生高度相关,可作为预测预报巨厚表土加载型冲击地压的参考依据。

广西谢家峒隧道大溶洞的施工技术

结合广西谢家峒隧道的水文地质以及隧道施工中溶洞的塌方情况,介绍了该隧道溶洞采用的"回填反开挖法"施工技术。通过该技术的实施,有效解决了欠稳定围岩的坍塌问题,为大溶洞中隧道的施工探索了一种路径。