千秋煤矿冲击地压发生特点及成因分析

在对千秋煤矿冲击地压发生特点进行分析的基础上,研究煤矿地质因素和开采技术因素对冲击地压形成的影响。煤层具有冲击倾向性且采深达到冲击地压频发的临界深度、水平构造应力增加冲击危险性、覆岩存在厚硬岩层,是冲击地压形成的地质因素和内在因素。下巷位于工作面跳采形成孤岛高应力区的中间位置,且巷道较工作面支护强度薄弱,是下巷易发生冲击地压的开采技术因素和诱发因素。研究结果表明下巷采掘过程中形成的高应力集中是诱发冲击地压的最主要因素。

基于工业以太网的煤矿电力监控系统的应用

介绍了基于工业以太网的煤矿电力监控系统的组成及其在千秋煤矿供电系统中的具体应用。实践证明,该系统可实现对井下及地面各变电所供电系统的远程监控功能,降低了生产成本,提高了工作效率。

泄压保护在煤矿提升系统中的设计应用

通过对煤矿提升机盘形闸制动系统制动原理的分析,查找出引起盘形闸制动系统不能正常泄压从而产生重大安全隐患的因素,设计、安装了不通过液压站回油系统而为制动器直接泄压回油的泄压保护装置,从技术、设施上消除了可能引起盘形闸制动器制动失灵的重大安全隐患,为提升机的安全运行提供了可靠的安全保障,同时对在用提升机进行改造,方案简单易行,可操作性强,在煤矿提升系统中有着广泛推广和很高的安装使用价值。

槽波与P波对煤矿冲击地压风险区联合探测应用

义马煤业集团千秋煤矿数次发生冲击地压事故,严重威胁矿井安全生产。为提高冲击地压矿井采煤工作面地应力探测效果,更好地指导冲击地压防治工作,基于透射法原理,选用PASAT便携式微震检测仪与SummitⅡ型槽波地震仪,对千秋煤矿18220工作面进行联合勘探。探测结果显示3处槽波高速区范围与PASST纵波显示的高速异常区范围基本一致,在井下巷道异常区域矿压显现明显。实践表明,槽波地震勘探技术可以为冲击地压的防治提供参考。

基于高精度微震监测的煤岩破裂与应力分布特征研究

采用"最佳D值"设计准则对微震台网最佳布设方案进行了理论研究,得出最优台站布置点即为以震源位置为中心的正n边形的顶点;提出了微震台网布设一般性的原则和P波波速测定方法。采用ARAMIS M/E微震监测系统,对千秋煤矿21141工作面围岩破坏和应力分布特征进行了研究,据此划分了冲击地压的3个高危险区域;指出21141工作面开采已经引起了巨厚砾岩的运动,开采过程中容易诱发底板型冲击地压,应采用放炮断底的解危措施;提出21141工作面密闭墙与终采线间距应大于50 m,区段煤柱应小于5 m。

水压致裂预防冲击地压的机理与试验

通过对水压致裂试验前后煤粉钻屑量、微震事件和煤体电磁辐射对比,发现水压致裂后,接近水压致裂段煤体的煤粉钻屑量减小非常明显,煤体电磁强度和脉冲数均明显下降,水压致裂过程中微震事件显著增多。结果表明:水力压裂能够有效降低煤岩冲击倾向性和煤岩体的强度,改变能量释放速度、形式以及支承压力的分布状态。

深部冲击危险矿井多参量预测预报及解危技术研究

针对深部冲击地压发生机理的复杂性及日趋严重性,对几种常用冲击地压预测手段的机理及适用条件进行分析,提出建立冲击地压多参量预测预报理论并成功应用于义马千秋煤矿的冲击地压预报,并对今后深部冲击地压的预测预报及防治提出了几点建议。

基于微震和地音监测的冲击危险性综合评价技术研究

采用微震和地音监测系统对千秋煤矿煤岩震动信息进行了联合监测,研究确定了千秋煤矿评价冲击危险性的微震和地音指标。根据微震和地音系统不同的监测对象和监测区域,建立了千秋煤矿基于微震和地音监测的冲击危险性联合评价模型,提高了冲击地压的预测水平。

煤层巷道底板动态破坏机理及控制技术

基于对煤层巷道底板岩层动态破坏发生机理的分析,建立巷道底板岩层屈曲破断力学模型。研究表明水平应力的大小是影响巷道底板岩层稳定性的最主要因素,并提出巷道底板水平应力的计算方法。通过理论计算得出最大水平应力作用下,巷道底板岩层能发生屈曲破坏的最大分层厚度和破坏范围。研究结果表明增强巷道底板支护强度是控制底板岩层产生动态破裂和强烈底鼓的有效措施,采用锚喷+36U钢+防冲支架支护方式,巷道变形量减小50%左右,巷道底鼓现象得到有效控制。

矿用复合防灭火凝胶的制备与特性研究

针对水玻璃凝胶失水开裂粉化、成胶时间不可控、抗压强度差以及有机凝胶流动性差、渗透范围小及成本高等问题,结合膨润土、粉煤灰胶体可塑性强,不开裂的特点;以钠基膨润土为主体原料,引入粉煤灰凝胶和水玻璃凝胶,采用一步混合法,制备了复合凝胶;通过凝胶成胶时间、抗压强度和黏度测试,探究了复合凝胶的最佳配比。复合凝胶的成胶时间在30 s~15 min之间可控,且固水比适应范围为1∶8~1∶16,具有宽固水比的特征,抗压强度最大达到25 MPa,在此基础上采用扫描电镜对复合凝胶防灭火材料的表面形貌进行了表征,分析了胶体的微观结构。结果表明:复合凝胶的微观结构中存在Al-O-Si三维网状结构与水化硅酸钙(C-S-H)和水化硅酸铝(A-S-H)等胶凝性产物相互交联而形成的网络结构,据此,提出了该复合凝胶的成胶机理。

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。

巨厚砾岩作用下底板冲击地压诱发机理及过程

以千秋煤矿21141工作面下巷冲击地压发生的地质和采掘情况为基础,建立煤层巷道底板冲击地压诱发机理模型。水平应力的大小是影响巷道底板岩层稳定性的最主要因素,并确定最大水平应力的计算方法。采场上覆巨厚砾岩层断裂所产生的动载扰动能使巷道底板水平应力瞬间积聚升高。数值模拟分析得出,随着动载应力和加载时间的增加,巷道底板变形量、变形速度和加速度都明显的大幅度增加;同时巷道围岩塑性区也逐渐扩大。研究表明采场上覆巨厚砾岩层断裂、垮落对煤层巷道所产生的动载扰动会诱发规模较大的冲击地压,巷道底板由于缺少有效支护会成为冲击破坏的突破口。

微震监测技术在顶板来压预测预报中的应用

介绍了微震监测系统在千秋煤矿预测预报顶板来压中的应用情况。实践结果表明,微震监测系统可实现对综放工作面老顶初次来压的预测判断;微震监测与日常钻屑量监测、矿压监测等数据较为一致,采用综合性的冲击地压预测预报技术能更有效地对采场动力灾害进行预测预报;用大能量事件频次作为微震监测系统的有效参数可较准确地对采场动力现象进行预测预报,并总结出顶板来压的前兆信息模式,该项结论能有效预防采场动力现象和冲击地压事故的发生。

巷道底板冲击地压诱发机理及影响因素

对巷道底板冲击地压诱发机理分析表明,水平应力是诱发底板冲击地压的最主要因素,并确定底板水平应力的计算方法。在对巷道底板岩层梁结构屈曲破断力学分析的基础上,建立了底板冲击地压诱发的判定准则。巷道有效宽度和底板岩层的分层厚度对底板岩层屈曲破断所需水平应力的影响较大,计算出最大水平应力作用下底板关键层以上各岩层屈曲破断的最大分层厚度。研究结果表明,巷道底板岩层层状特征较为明显且岩层分层厚度较小的区域易诱发底板冲击地压。

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.

冲击地压对人体的伤害及防护对策分析

分析了冲击地压灾害发生的特点、原因,在此基础上结合安全人机工程学原理,分析了冲击地压发生时人体易伤害部位,对冲击地压频率与人体器官的共振关系进行了研究,研究结果表明,脑部和胸部是最易伤害部位,在冲击矿井中应进行特别防护。针对冲击地压的有效防护,在人、机、环等方面给出了相应的对策,主要体现在防冲服和防冲头盔的配备、机电设备的合理设计和安装、科学合理的采掘部署等,并在技术、教育、管理方面给出了具体建议。

巨厚砾岩孤岛工作面微震特征研究

为有效防治巨厚砾岩孤岛工作面的冲击地压,运用微震监测技术,开展了针对千秋煤矿21141孤岛工作面的微震时空演化特征规律及周期来压与超前支承压力之间的相关性研究。结果表明,微震事件高发区域有3个：Ⅰ区为21141孤岛工作面前方50-300m范围内,Ⅱ区为21141孤岛工作面距采区胶带下山600-900m范围内,Ⅲ区为21采区下山煤柱区域,微震事件多发生在工作面前方的垮落带;顶板周期来压前,微震事件的频次、日累计能量有所增加,顶板来压期间,微震事件的频次、日累计能量都明显高于非来压期间的事件频次及能量;大部分冲击地压发生在超前支承压力峰值范围。

冲击地压特厚煤层综采放顶煤开采工艺探讨

结合冲击地压特厚煤层综采放顶煤开采工艺技术实践,介绍了综采放顶煤取得的效果,同时,对所采取的防冲和防灭火措施进行了介绍,对具有冲击地压倾向性的义马煤田开采有一定的借鉴意义。

可视化监控系统在矿井生产中的应用

随着图像处理及网络技术的不断提高,视频监控系统也日趋成熟与完善,而将可视化技术应用到煤矿生产中,则具有重要的现实意义。介绍了可视化监控系统在矿井生产中的应用。实践证明,该系统为井下的生产调度、应急救援、安全监控提供了有力的保障。

大断面巷道支护技术在千秋煤矿的应用

针对千秋煤矿的具体情况,果断的实施了巷道断面为24 m2的掘进实践,并使用成功,解决了生产中的许多难题,为矿井的安全生产创出了一条很好的途径。