基于负煤柱巷道布置的煤矿冲击地压防治技术研究

为了解决华丰煤矿冲击地压频发、破坏严重的安全生产难题,采用理论分析、相似模拟、数值模拟等综合研究方法,分析了华丰煤矿冲击地压发生的影响因素,在此基础上,提出了"负煤柱"理念,作为一种有效的防冲开采技术,对负煤柱巷道布置防治冲击地压机理进行了分析研究,并提出了负煤柱开采保护层的防冲新方法。研究结果表明:巨厚砾岩层、煤层埋深是华丰煤矿冲击地压的动力能量来源;在高应力作用下,回采工作面会形成煤柱型冲击地压,而煤层倾角32°是造成工作面上平巷冲击地压频发的原因;负煤柱巷道布置开采突破了巷道承载与埋深相关的常识性束缚,负煤柱开采保护层的新方法实现了被保护层充分、连续卸压;生产实践中,结合负煤柱巷道布置开采的矿山压力显现特征,工作面巷道变形得到有效控制,工作面推进速度显著提高,实现了冲击地压的"有震无害"及冲击地压工作面的安全开采。

采场上覆巨厚砾岩层运动对冲击地压诱因的实验与理论研究

采用相似模拟试验和理论计算的方法,对采场上覆巨厚砾岩层的运动规律进行研究,并分析其运动对冲击地压诱发因素的影响。下位巨厚砾岩层的大面积悬顶下沉会在工作面前方煤体及巷道围岩中增加静载荷的积聚,提高了冲击地压诱发的机率;下位砾岩层达到极限悬顶步距断裂垮落时,会通过煤层释放其积聚的弹性变形能并在采空区后方产生较大的冲击荷载,在该动载荷的扰动下有可能诱发能级较大的冲击地压事件。上位巨厚砾岩层能在21141工作面开采范围内保持稳定,岩层弯曲下沉量较小,对特厚煤层开采所引起的上覆岩层冒落、下沉、离层起屏蔽和缓冲作用,因此对冲击地压诱发因素的影响较小。