特厚强冲击煤层下分层开采防冲击优化设计

华亭煤矿2501采区所采5#煤层为强冲击倾向性特厚煤层,上分层工作面采掘过程中,冲击地压显现异常剧烈,造成了惨重人员伤亡及经济损失。为了防范冲击地压,在采区布置掘进过程中进行合理的开拓布置和优化设计。在下分层首采面布置期间,从防冲角度对煤柱留设、工作面开采顺序、切眼布置、停采线设计、工作面布置及支护参数调整等方面进行优化设计,并确定下分层工作面回采期间合理推进速度,最大限度地消除和降低了开采技术条件等对冲击危险的影响作用。通过对下分层首采工作面掘进期间和对应上分层工作面掘进期间的冲击地压破坏情况进行对比,发现该控制方法对冲击地压有很好的控制效果,达到了预期的目标。

采动影响下强冲击煤层大巷致冲机理及防控研究

针对煤层大巷冲击地压频发的实际问题,采用数值模拟、现场实测、监测分析等方法,对采动影响下强冲击煤层大巷致冲机理开展研究,并提出了防治方法。结果表明,坚硬顶板下特厚煤层开采,单采空区超前应力影响范围约为180 m,同侧双采空区叠加应力影响范围约为240 m,且双采空区叠加影响程度明显大于单采空区。工作面末采期间,受到双采空区叠加影响,煤层大巷区微震能量和频次均呈指数型升高,尤其是当工作面至煤层大巷的距离小于180 m后,升高幅度迅速增大,每15 d释放的能量总和为前15 d的43倍。相邻采空区上覆坚硬顶板形成的悬臂、巷道交叉密集是煤层大巷区静载荷的源头,而回采期间产生的扰动效应以及坚硬顶板突然垮断是煤层大巷区动载荷的源头;由上述因素产生的静、动载荷及其之间的“互馈”效应是导致采动影响下煤层大巷区冲击地压发生的显在原因。而采动影响下煤层大巷围岩内复杂力学系统基本机制的不稳定性,及其对周边环境扰动的敏感性,是其冲击显现的潜在原因。由此,将保护煤柱宽度优化、顶板深孔预裂爆破与煤层解危等方法相结合,开展有针对性的协同防控。现场实践表明,协同防控效果较好,尤其是优化保护煤柱宽度,使其大于双采空区叠加影响范围,能够大幅提升防控效果。

华亭煤矿强冲击倾向煤巷掘进期间矿压防治技术

针对华亭煤矿强冲击倾向性特厚煤层巷道掘进期间冲击矿压显现的剧烈性及复杂性,秉着"强支护、强监测、强卸压"的原则,结合华亭煤矿地质开采条件,在采区巷道布置、巷道支护技术及掘进期间的卸压解危技术方面入手,全面调整优化参数,降低应力集中程度、提高巷道支护强度、降低矿压显现强度,与条件近似的工作面掘进期间相比,显现次数、巷道破坏、影响时间及人员伤亡情况显著降低,取得了较好效果,保障了巷道的安全掘进。