切眼外错下孤岛工作面开采冲击危险性分析及防治措施

受矿井地质条件、开采布局及采掘接续不合理等影响,工作面布置时会留设孤岛工作面,严重影响矿井安全开采。为解决切眼外错下孤岛工作面开采冲击危险的难题,以高庄煤矿3上1105孤岛工作面为例,采用理论分析、数值模拟、数据统计与分析相结合的研究方法,分析了孤岛工作面开采时覆岩结构特征、切眼外错区域应力分布规律以及巷道围岩稳定性。结果表明：切眼外错下3上1105工作面开采期间超前支承应力峰值达到54.1 MPa,基于巷道围岩受力状态及变形量确定了冲击危险区域主要分布在3上1107工作面切眼前后0～30 m范围。针对切眼外错区域采取了大直径钻孔卸压,通过现场监测及检验,微震、钻屑均未超过预警临界值,卸压解危效果良好。     

保护层不对称卸压工作面分区防冲技术

为有效防控保护层不对称卸压工作面冲击地压的发生，以唐山矿0291工作面为工程背景，采用理论分析和数值模拟等方法，分析了工作面发生冲击地压的影响因素及发生区域。结果表明：煤层开采深度、煤层及其顶板的冲击倾向性、上保护层遗留煤柱、本煤层采空区煤柱及厚硬顶板是诱发冲击地压的潜在影响因素;工作面回采前，受上保护层遗留煤柱及本煤层采空区影响，0291工作面两巷应力呈不对称分布，回风巷高应力区主要位于0250采空区切眼及终采线下方，运输巷高应力区主要位于0251采空区切眼下方;工作面回采阶段具有明显的分区特性，回采初期，运输巷围岩超前应力高于回风巷，应加强运输巷的监测并及时采取防冲措施;当工作面进入0251采空区下方时，运输巷围岩应力迅速降低，防治重点应由运输巷转移至回风巷。依据数值模拟分析结果，划分了冲击危险区，提出了工作面回采过程中的分区防治措施。现场监测结果表明，采取的措施可以有效降低冲击地压的发生。     

综放工作面过孤岛煤柱卸压技术研究

姚桥煤矿7011C工作面上部7009工作面回采过程中遗留较大的孤岛煤柱,存在高应力集中现象,易发生冲击地压危险,对工作面安全回采构成了严重威胁,为确保工作面回采安全,对该煤柱区域施工了泄压钻孔以合理有效地卸压。介绍了泄压钻孔施工工艺流程和常见问题,并通过冲击地压防治检测流程对卸压效果进行了分析,表明大直径防冲泄压钻孔可有效消除压力集中现象,保障工作面安全回采。     

工作面终采线外错布置冲击危险性分析及防治技术

受工作面开采布局及现场条件制约,7618工作面终采线外错7620采空区布置,给工作面安全生产带来一定影响。实测分析了7620工作面回采期间及7618工作面掘进期间微震事件分布特征,数值模拟了7618工作面终采线外错区域应力演化特征,得出随着终采线外错距离不断增加,其前方煤体内超前支承压力峰值逐渐减小,总结了终采线外错区域冲击危险主控因素包括开采深度、断层构造及采空区影响。制定了以煤体大直径卸压钻孔及顶板预裂爆破为主的冲击危险防治方案,为类似条件下冲击危险防治工作提供借鉴。     

常村煤矿21150综放工作面冲击地压综合防治技术

为解决义马煤田常村煤矿深部开采综放工作面冲击地压灾害防治难题,在采用综合指数法对21150工作面冲击危险程度评价的基础上,将该工作面划分为6个重点冲击地压危险区域,以助于有针对性地采用不同的巷道防冲支护方式;通过煤体应力、微震及钻屑监测进行综合预警,并利用PASAT-M微震CT透射技术对重点冲击危险区域进行煤岩体应力探测,详细标定冲击危险区的分布范围;对重点冲击危险区域采取钻孔卸压、煤层注水、断底爆破等综合防治冲击地压措施,及时利用钻屑法进行卸压效果检验,实现了整个工作面安全顺利回采。     

双煤层不规则煤柱应力—能量演化规律及防冲技术研究

煤矿开采遗留煤柱区域往往是高应力和能量聚集区,多煤层开采条件下,当上部遗留煤柱与工作面煤柱重叠时,多重应力作用下煤柱区应力分布及能量演化更为复杂,工作面回采过程中易发生动力现象。以某矿双煤层开采遗留不规则煤柱区开采为背景,采用数值模拟和工程实践等方法,研究了工作面开采过程中煤柱区的应力分布、能量演化规律,建立了不规则煤柱区冲击危险监测体系,并制定了针对性防冲方案。结果表明:不规则煤柱区应力集中程度受采动影响较高,煤柱内高静载是影响工作面冲击危险性的主要因素;工作面回采临近煤柱时,“双层”煤柱中应变能积聚程度显著高于采空区下单层煤柱;现场微震分析可知,高能事件多分布于煤层中,煤柱为能量积聚释放的主体;钻屑法与应力在线监测结果表明煤柱区域为高应力集中区。根据数值模拟及现场监测结果,提出了煤体大直径卸压方案,并进行了效果验证。     

三侧临空孤岛工作面冲击危险分析及防治

孤岛工作面是煤矿冲击动力灾害多发区。针对某矿7439工作面三侧临空的开采环境建立冲击矿压弱化控制技术体系,并进行了冲击危险分析。结果表明:孤岛工作面覆岩运动剧烈、应力高度集中,静载主导-动载诱发动静载叠加诱冲机理,7439工作面冲击危险指数为0.76,具有强冲击危险性,整个辅运顺槽及盘区大巷保护煤柱区巷道群为重点防冲区。工作面回采前进行大直径钻孔预卸压,回采期间采取大直径钻孔、煤体爆破及顶板预裂爆破等解危措施,现场效果良好。该研究成果为类似条件下煤岩动力灾害防治提供借鉴和指导。     

深井复杂条件下冲击危险分析及防治

基于某矿工程地质实际,某工作面冲击危险的主要影响因素有大采深、强冲击倾向性、厚硬顶板、断层、采空区等,冲击危险综合指数为0.76,为强冲击危险。分析表明,整个轨道顺槽、运输顺槽自开切眼推进至140 m及自扩面推进至500 m等区段为重点防冲区;工作面回采前进行大直径钻孔预卸压,回采期间根据监测结果采取大直径钻孔、煤体爆破及顶板预裂爆破等解危措施,同时加强支护,防冲效果良好。     

铁路煤柱影响区域冲击地压综合防治技术

为了对开采铁路下煤柱的冲击危险进行有效控制,分析了唐山矿5号煤层的冲击倾向性,得出了该矿特定地质条件下冲击矿压发生机理,提出了＂开采设计规避冲击、采前卸压防范冲击、回采期间预测预报及综合防治＂为一体的冲击矿压动态防治技术体系。现场实施过程中,巷道布置、支护设计预先考虑防冲效果;掘进期间采用钻屑法圈定重点防治部位,继而采用煤体预注水、煤体爆破卸压等措施弱化煤体;回采期间,超前10～50 m采用钻屑法动态评估冲击危险程度,适时进行卸压爆破,通过综合防冲措施有效地降低了冲击危险性,保证了工作面安全高效回采。     

采煤工作面两侧沿空开采冲击地压防治技术应用与实践

14317工作面初采阶段两侧沿空开采,为预防冲击地压发生,以14317工作面实际地质和开采技术条件为背景,建立FLAC 3D三维数值计算模型,反映受两侧采空影响煤体应力分布特征,根据数值模拟结论,超前开展防冲预卸压措施,减少应力集中,实现工作面安全回采。     

遗留煤柱诱发冲击地压机理及其防治技术研究

以某矿5301工作面40 m宽遗留煤柱为背景,通过理论计算和数值模拟得到遗留煤柱的垂直应力分布特征,并基于此研究了诱发冲击地压的机理:遗留煤柱未受工作面回采影响之前,所受阻抗力大于冲击力,发生冲击地压的可能性较小;但在回采阶段,工作面超前支承压力和煤柱原有应力叠加,造成冲击力大于阻抗力,冲击危险性大大增强。据此划分危险区范围及危险程度,通过对危险区实施预卸压和解危措施,使得工作面安全通过遗留煤柱危险区。应力动态监测结果验证了分析结果的准确性。     

冲击危险性矿井预测预报及防治技术

针对济宁二号矿工作面回采时的冲击倾向性,采用综合评价法划定冲击危险区域,然后利用应力波反演理论及测试装备,对危险区域进行精细评价,形成一套可行的冲击地压高危险区煤层开采的防冲理论和并提出相应的防治措施。结果表明:通过声发射测试技术对煤层刚度进行勘测,完善了勘测方法、测点布置及施工步骤,得到一套完整的预测预报工艺;同时对9308工作面回采过程中冲击危险性区域进行标定,并根据非均匀煤层刚度分布,对高刚度区域煤体实施松动爆破或煤层预注水,对冲击危险区域的煤体实行整体软化卸压,消除或减缓了冲击地压威胁,保证了矿井的安全生产。     

深部巨厚砾岩层下高应力煤柱冲击地压防治技术

为解决深部巨厚砾岩层下高应力煤柱附近工作面冲击地压防治问题,以华丰煤矿2410工作面和2409工作面遗留煤柱为研究对象,从采掘布置、原岩应力和采动应力等方面分析其对诱发冲击地压的影响。结果表明:2410工作面过2409煤柱期间冲击危险性较高,局部具有高冲击危险性,该条件下的冲击地压主因以遗留煤柱或区段煤柱周围形成的高应力冲击地压为主,同时伴随着煤柱失稳或采动引发巨厚砾岩层运动产生矿震诱发冲击地压。据此提出在掘进期间采用煤层大直径钻孔卸压为主的边卸压边掘进的防冲措施和工作面回采期间煤柱多轮大幅度卸压的防冲措施,与此同时采用煤粉监测、微震监测等方法进行冲击地压综合监测,从而降低了冲击地压危险性。     

邻近终采线梯形煤柱冲击地压防治研究与实践

以济宁市金桥煤矿1304工作面为工程背景,通过分析该工作面邻近终采线梯形煤柱形成冲击危险的主要影响因素,结合微震监测、应力在线监测及预卸压效果分析,建立了相适应的支护和卸压方案.回采后期受超前支承压力等因素影响,梯形煤柱应力集中,为研究工作面回采期间渐缩煤柱应力分布情况,以1304工作面回采后期距终采线150 m梯形煤...     

断层影响下不规则孤岛煤柱工作面防冲技术研究

以山东某矿孤岛煤柱工作面的地质条件为研究背景,通过对孤岛工作面冲击地压的发生条件进行分析,深入研究了孤岛煤柱在断层切割影响下的应力分布形态。断层的存在加大了工作面回采时的应力集中程度,增加了冲击地压的发生几率。根据理论分析结果,分别采用爆破卸压和大直径钻孔卸压等技术对工作面的不同冲击危险区域进行了综合防治,降低了煤体的应力集中,得到了较好的防治效果,保证了工作面的顺利回采。     

深部孤岛煤柱下冲击矿压危险分析及防治研究

基于某矿95208工作面在-1 025 m西一下山采区孤岛煤柱下方开采,对该工作面进行冲击危险分析,结果表明:孤岛煤柱覆岩运动剧烈,应力集中程度高;工作面冲击危险影响因素主要为孤岛煤柱、大采深、厚硬顶板、地质构造、煤层强冲击倾向性及矿震动力扰动等;工作面冲击危险指数为0.81,具有强冲击危险性.为保证工作面安全生产,建立工作面冲击矿压防治体系,回采前进行大直径钻孔、煤层注水及顶板预裂爆破预处理,回采期间采取煤体卸压爆破冲击解危措施,现场效果良好.     

遗留煤柱对开切眼掘进应力集中影响及冲击地压防治

多煤层开采时,上覆遗留煤柱会造成下层煤体的应力集中,严重时会引发冲击地压灾害。针对鹤岗矿业公司峻德矿21层一段工作面切眼掘进过程中上覆遗留煤柱的实际情况,通过分析17层煤柱载荷作用下应力分布规律,为矿方安全掘进提供了分析数据,提出了有效的开切眼贯通前后卸压措施,保证了工作面的安全开采。     

变区段煤柱工作面诱冲机理及防治技术研究

针对某矿变区段煤柱工作面开采冲击危险性较高的问题,运用数值模拟方法对工作面采掘过程中煤柱区域垂直应力分布规律进行研究,分析了不同宽度区段煤柱应力积聚特征,揭示了变区段煤柱工作面诱冲机理,并制定了“近场-远场”协同卸压方案。研究结果表明,较宽的区段煤柱（30 m和55 m）受采空区侧向支承压力和超前支承压力影响,煤柱应力集中程度较高;受“近场高静载+远场动载”叠加影响,变区段煤柱工作面回采期间易诱发冲击地压;采取近场高承压煤体强卸压+远场高位坚硬顶板超前预裂断顶卸压协同控制方案后,微震能量事件始终维持在104J以下,表明控制方案能够有效降低工作面采掘期间的冲击危险性。     

深部孤岛工作面强卸压技术应用

张双楼煤矿7121工作面采深超1000 m,两侧采空,为典型的深部孤岛工作面。采用理论分析、数值模拟等方法综合确定了该工作面具有较高的冲击危险性。高支承应力、煤岩冲击倾向性、地质构造等为冲击危险的主要影响因素。采动应力演化的数值模拟结果显示,工作面推进过程中存在多个重点危险区域。在对围岩进行加强支护的基础上,对各重点区域实施了针对性的煤体卸压、顶板预裂等强卸压措施。通过微震监测和钻屑法对工作面回采期间的卸压效果进行检验,发现各项卸压措施有效降低了矿震强度及冲击危险性,保证了工作面安全回采完毕。该项技术对其他类似工作面的冲击矿压防治具有借鉴意义。     

基于震波CT探测的宽煤柱冲击地压防控技术

针对深井区段煤柱冲击地压易发、多发、难防治的难题,以某矿1301工作面80 m区段宽煤柱冲击地压为例,利用数值模拟及微震数据分析,研究了宽煤柱冲击地压致灾机制,采用震波CT原位探测技术评估了宽煤柱区域内冲击危险性,并提出针对性防治方案。结果表明:3号煤层具有弱冲击倾向性,顶板岩层具有强冲击倾向性,已具备发生冲击地压的内在条件,高自重应力、强构造应力提供了基础静载荷,采空区侧向支承压力提供了增量静载荷,当两者叠加导致垂直应力超过冲击临界支承压力时,为宽煤柱静载荷冲击地压的发生提供了力源条件;震波CT原位探测技术以穿透煤岩体的实际震动波射线进行波速反演,反映煤岩体静载荷分布特征及结构特性,建立了以波速异常系数CA和波速梯度系数CG为主要因子的冲击地压危险性评估模型;鉴于宽煤柱冲击区域采掘空间实际条件,设计布置近完全观测系统观测方式,采用震波CT原位探测技术反演评估得到宽煤柱测区内冲击危险指数C=0.5~0.7,表明冲击发生后,宽煤柱仍然存在静载荷集中区域,具有中等冲击危险,并且运输巷侧冲击危险指数较采空区侧高,表明煤柱应力由采空区侧向运输巷侧转移,局部区域煤体破碎易冒顶片帮;制定了基于静载荷疏导的多层次防冲技术:大直径钻孔预卸压转移巷帮集中应力,耗散弹性应变能,确定合理日进尺为2.4 m,降低开采扰动,巷道全断面补强支护,提高围岩抗冲击能力;通过上述措施,现场监测宽煤柱煤体应力未发生突增,微震能量及频次变化平缓,1301工作面已安全回采宽煤柱区,防治效果显著。