唐口煤矿冲击地压诱因危险性分析与区域防冲技术

冲击地压是深井厚煤层开采所面临的难题。以唐口煤矿630采区为例,分析可能诱发603采区冲击地压的各类因素并进行危险性评价,采取有针对性的区域防治措施。结果表明,630采区3上煤层及其顶板具有弱冲击倾向性,其煤层厚度变化诱发冲击地压危险的影响较大;能够对630采区产生冲击影响的岩层有2层,为10.83m中粒砂岩和8.47m中粒砂岩。从防冲角度讲,唐口煤矿合适的区段煤柱为4m。     

唐口煤业煤岩层冲击倾向性试验研究

在采深1 000 m的条件下,随着地应力的增大,煤矿煤、岩层的冲击倾向性将会更加明显。在唐口煤业的生产实际条件下,通过试验对唐口煤业首采区冲击地压发生的可能性和可能危害程度进行了研究。试验表明,该煤岩层具有突然破坏并瞬间释放大量弹性变形能的能力,其中3上煤层具有强冲击倾向性,3上煤顶板具有弱冲击倾向性。     

彬长矿区冲击地压防治技术体系及远景目标

彬长矿区作为黄陇煤炭基地的主力矿井,承担“西煤东送、北煤南运”的重要角色。以彬长胡家河煤矿冲击地压防治为例,通过对矿井主控岩层判定,建立了井上下三维立体分区式冲击地压防治技术体系。同时围绕主控岩层的控制,以“绿色开采+冲击地压防治”为目标,提出主控岩层“上承下压”与柔模支护置换煤柱的井上下综合冲击地压防治思路。实践结果表明,胡家河煤矿4号煤层冲击现象由深埋、褶曲、断层、煤柱、底煤留设等因素形成了冲击的静载荷积聚与大采场扰动和主控岩层断裂所产生的冲击动载共同形成作用;通过井上下三维立体分区式冲击地压防治技术,有术,有利于对冲击地压在力源、传播路径、显现区域的控制,弱化了冲击地压发生的强度。     

坚硬顶板工作面高静载型冲击地压防治研究

为研究坚硬顶板综放工作面冲击地压的主控因素和防治技术,采用微震监测系统和冲击地压应力监测系统通过分源监测分析,研究了工作面冲击地压发生的主控因素,并针对主控因素开展了防冲击地压实践。结果表明:冲击地压主控因素为高静载、强矿震和低支护强度。实体煤侧静载为30.16～84.48 MPa、煤柱静载为27.84～41.04 MPa,易达到发生冲击地压临界载荷;顶板破断前后,常引起高能事件的发生,以动载的形式作用,加剧煤体的应力集中;多因素使得发生冲击显现的巷道变形区域的支护强度比较低。开展了现场控制实践,煤体卸压分阶段多轮动态卸压,对顶板进行深孔预裂爆破,采用锚索梁加强支护,措施实施后大能量矿震发生时,提高了巷道抵抗冲击能力,降低了矿震诱发巷道变形的频次和强度。     

深部软岩矿井冲击地压影响因素分析

某深部软岩矿井开采过程中可能面临冲击地压现象,因此,对该煤矿冲击地压影响因素进行了调查研究,分别从开采深度、煤岩体冲击倾向性、顶板岩层结构特征等七个方面进行了分析。由于该煤矿处于筹建状态,通过对冲击地压影响因素的分析研究,为该矿的开采设计提供了技术支持。     

济宁二号煤矿冲击地压危险性分析

测定了济宁二号煤矿3下主采煤层的冲击倾向性。结果表明，济宁二号煤矿3下煤具有中等冲击倾向性。分析了发生冲击地压的影响因素，并据此预测了济宁二号煤矿可能发生冲击地压的区域。     

大同矿区冲击地压综合防治体系评价及优化

以大同矿区坚硬煤岩体条件下浅源冲击地压为主要研究对象,调研分析了大同矿区冲击地压的显现特征。通过对煤岩体性质、地质条件、多煤层开采技术条件等进行分析,探讨了各影响因素对大同矿区冲击地压发生的影响。结合忻州窑矿冲击地压发生实例,分析了不同因素组合情况下的冲击地压发生情况。同时,介绍了大同矿区冲击地压危险区域的划分、监测预警和综合解危实践,对大同矿区冲击地压综合防治体系进行了评价和优化。     

安居煤矿2315工作面冲击危险性评价及防治

安居煤矿3煤埋深较大,其顶板比较复杂并具有强冲击倾向性,工作面与回采巷道存在发生冲击地压的可能性。针对以上情况,结合2315工作面地质和工程条件进行冲击地压影响因素分析。首先采用多因素耦合分析方法评价2315工作面的冲击危险性,划定可能发生冲击危险的区域;然后利用离散元数值软件3DEC对工作面回采过程中煤岩体的运动和冒落过程加以分析,得出上覆岩层运动规律对冲击地压的影响。最后针对2315工作面冲击危险的实际情况,提出工作面回采期间冲击地压的监测预警措施及解危方案,建立冲击地压防治体系。所得结论对安居煤矿冲击地压的防控工程具有指导意义。     

招贤煤矿厚硬顶板工作面冲击矿压发生机理及影响因素分析

确定冲击地压影响因素是开展冲击地压预测预报及防治工作的基础.以招贤煤矿1301首采工作面厚硬顶板条件为研究对象,通过理论分析和数值模拟,研究了厚硬顶板破坏引起冲击地压的机理和影响因素,认为断裂构造、褶皱构造、顶板特征和煤层厚度变化是影响冲击地压的主要因素.并结合工程地质条件,确定煤岩层冲击危险性,为该矿冲击地压的预测及...     

不规则煤柱影响下旋采工作面冲击地压防治技术

唐口煤矿3303工作面初采期间存在多个不规则煤柱,对工作面的围岩应力状态和分布规律造成了不利影响,工作面存在冲击地压发生可能性。为了防止工作面初采期间冲击地压的发生,对工作面初采期间的应力状态进行了数值模拟研究,分析了倾斜推进、旋采和水平推进3个阶段的工作面围岩应力状态变化及其冲击危险性,划分了6个冲击地压危险区域。回采过程中对危险区域进行应力监测,若发现危险立即采取放炮卸压措施解除冲击地压危险。实践证明通过冲击地压危险区域的划分和危险性分析．继而采取相应防范措施可有效地防止工作面冲击地压的发生。     

倾斜煤层综放回采工作面冲击危险性研究

以峻德煤矿17#煤层回采期间冲击地压显现频发为工程背景，并结合“11.14”冲击地压事故对峻德煤矿三水平北17#煤层三四区二段工作面冲击危险性进行了深入研究。结果表明：“11.14”冲击地压事故发生前3d，存在矿震能量小幅度“升—降”的波动变化过程|冲击发生前能量密度云核心区已经开始显现，且核心区显现位置坐落于工作面上侧|数值模拟和理论分析结果验证了工作面回风巷超前段因应力叠加容易形成高集中静载荷，在回采引起的动载扰动作用下，最终发生了冲击地压事故。研究结果可以为倾斜煤层工作面后续回采阶段卸压防冲预防工作提供一定的借鉴。     

峻德煤矿倾斜煤层开采沿空侧巷道诱冲机理研究

针对峻德煤矿倾斜煤层开采期间沿空侧巷道冲击地压频发的问题,采用现场调研、微震监测、物理相似模拟和数值模拟相结合的方法开展了研究,结果表明:倾斜煤层工作面开采期间靠近沿空侧巷道的覆岩关键层更容易破断产生剧烈动载扰动;随着煤层倾角减小,沿空侧巷道煤柱帮应力集中程度减小,实体煤帮应力集中程度增大,应力集中由煤柱帮内向实体煤帮内转移;在动静载叠加作用下导致巷道两帮煤体失稳破坏诱发冲击地压,且不同倾角煤层冲击启动区域不同。研究结果对倾斜煤层工作面后续回采阶段卸压防冲工作具有一定的指导作用。     

薄煤层动静组合诱发冲击地压的机制

理论分析了动静组合诱发冲击地压的应力条件和能量转化过程,揭示了动静组合诱发冲击地压机制,数值计算分析了工作面应力分布特征与煤厚之间的关系,采用微震监测数据分析了卸压爆破产生的应力波传播规律,并分析研究了薄煤层动静载特征及诱发冲击地压过程。结果表明:薄煤层工作面应力集中程度较厚煤层高,峰值应力区距离煤壁较近,应力梯度较大;采动动载直接与高应力叠加,且开采导致的应力降以及单位体积煤体释放的弹性变形能远高于厚煤层,在动静组合作用下,薄煤层工作面易于达到动静组合诱发冲击地压的应力和能量条件,显著符合动静组合诱冲机制。最后基于动静载组合诱发薄煤层冲击地压的机制,探讨了薄煤层冲击地压防治原则和技术方法。     

松软煤层宽煤柱沿空巷道高应力显现规律及机理研究

结合藻渡煤矿N2103工作面发生的高应力显现规律,分析了高应力与工作面采动之间的联系;综合钻屑法和数值模拟法,共同分析了采动应力的影响区域,认为巷道经历的实体煤掘进阶段、极限平衡区阶段和采空区阶段3个阶段中,应力集中由超前支承压力和侧向支承压力共同作用;结合工程实践分析,造成高应力显现的力源主要来自于采空区侧向和超前采动应力的叠加影响,还受到工作面上方顶板的运移、垮断影响。基于理论分析及现场实测结论分析可知,藻渡煤矿N2103工作面回风巷动压载荷是由超前开采动应力、采空区侧向应力形成的宽煤柱弹性区的集中静载荷和采空区边缘覆岩活动引发的集中动载荷叠加而成。     

深井复杂条件下巷道危险区域冲击地压防治研究:以唐口煤矿为例

唐口煤矿6305工作面煤层具有强冲击倾向性、顶底板具有弱冲击倾向性,巷道冲击地压问题显著。在综合分析地质因素的基础上,预测划分出工作面两巷道分别存在重度危险区域2个,中度危险区域2个。通过在巷道掘进过程中采用应力在线监测预警系统、微震监测系统和钻屑法检验,并重点监测预测危险区域,最终确定巷道冲击危险程度,并采取相应的预防措施。结果表明,逐级采用卸压爆破法与大直径钻孔卸压法对冲击地压进行防治,能有效降低冲击地压的危险性。     

塔然高勒矿区深部开采冲击地压防控实践研究

近年来,随着我国煤炭开采战略西移,冲击地压现已成为鄂尔多斯地区影响最为严重的煤矿灾害。以鄂尔多斯煤田塔然高勒矿区红庆梁煤矿为背景,针对塔然高勒矿区深部开采条件下的冲击地压防控进行了系统研究。研究表明:塔然高勒矿区深部开采处于"弱胶结覆岩+高强度煤体"的地质条件下,深部开采冲击地压是由于高强度开采导致坚硬的煤体内积聚大量弹性能而产生的,提出了降低煤体强度、控制推采速度、优化区段煤柱尺寸、加强支护相结合的冲击地压防控策略,红庆梁煤矿综合采用钻孔卸压、控制推采速度和加强回采巷道支护等措施,现场微震监测数据证实了冲击地压防控的有效性,实现了矿井的安全高效开采。     

煤矿冲击矿压动静载叠加诱发原理及其防治

煤矿冲击矿压动力灾害日趋严重,且浅部也出现了该现象。理论研究了动载与静载叠加诱发冲击矿压的能量和应力条件,系统地提出了动静载叠加诱发冲击矿压的原理,并分析了煤矿动静载特征,根据应变率对煤矿载荷状态进行了界定,试验研究了煤岩力学特性与应变率的关系以及动静叠加作用下煤的破坏形态。结果表明：随着应变率增大,煤岩强度、弹性模量呈指数关系增大,当静载占比较大时,煤岩呈剪切破坏;当动载占比较大时,煤岩呈现劈裂甚至爆裂破坏。当动静叠加接近煤岩强度时,单轮或多轮动载作用可诱发煤岩冲击破坏;当动静叠加远小于煤岩强度时,多轮动载虽然能使煤岩产生损伤但难以诱发冲击破坏。动静叠加诱发冲击矿压表现为2种类型：① 高静载型,深部开采时,围岩静载较高,矿震产生的微小动载增量可使叠加载荷超过煤岩冲击破坏临界而诱发煤岩冲击破坏;② 强动载型,浅部开采时,围岩静载较小,强矿震的冲击动载较大,叠加载荷超过煤岩冲击破坏临界导致煤岩冲击破坏。基于冲击矿压的动静载叠加诱发原理,讨论了冲击矿压监测及防治思路和方法。     

深部矿井复合构造区冲击地压预警方法

以孟村煤矿中央大巷复合构造区周期性冲击地压为背景,在矿井现有的冲击地压监测系统的基础上,根据动静载叠加诱冲原理和冲击启动理论,提出以静载荷的积聚位置、积聚周期和动载荷的来源、供给时间为深部矿井复合构造区冲击地压"四要素"的周期性预警方法。分析认为,深部矿井冲击地压主要因素为静载荷,发生冲击地压的前提条件是静载荷必须重新积聚至原水平附近,只有静载荷满足条件后才能根据动载荷来源、供给时间再结合地质条件、开采因素以及冲击地压监测系统做辅助确认再进行预警。该周期性预警方法已成功实现3次冲击地压的精准预警,可为国内类似地质条件的煤矿防冲工作提供一定借鉴。     

动力扰动诱发煤层大巷冲击地压机理及其防控技术

为了提高深部矿井煤层大巷冲击地压动力灾害防控效果,基于高家堡煤矿冲击地压灾害发生特点与工程地质条件,通过动静载组合控制煤岩动态破坏的普适性理论方法进行探究,揭示了高家堡煤矿煤层大巷冲击地压致灾机理,明确了动静载复合应力场动力灾害防控途径.在此基础上,考虑煤层大巷服务年限长、 围岩应力集中程度高等特点,结合动力扰动诱发大...     

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。