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...     

深孔预裂爆破在巨厚砂岩直覆顶板工作面中的应用

淮南矿业集团张集煤矿西二采区A组煤为巨厚砂岩直覆顶板,1611A工作面为西三_1煤采区首采面,巨厚砂岩顶板平均厚度23.6m,工作面初采期间可能出现巨厚砂岩顶板大面积冒落可能造成瓦斯急速涌出和风暴影响,采用超前深孔预裂爆破技术能够大幅度减弱冲击矿压的发生概率,同时通过微震监测手段有效预测预报初次来压、老顶断裂、断层活化等各种微震事件,能够有效预防冲击地压灾害。     

综放面过上分层终采线冲击地压危险性分析

综放工作面过上分层终采线时容易发生冲击地压现象，综放面接近上分层终采线时，前方煤体可看成是煤柱，可作为煤柱型，中击地压来分析，煤柱型冲击的主要影响因素有煤层的刚度和顶板岩层的刚度，具体反映在煤层的强度和冲击倾向性、顶板的来压和加速运动等。采用改变煤体物理力学性质的办法，可以防治煤柱型冲击地压的发生。东滩煤矿两个综放面过上分层终采线工作面的监测结果、治理效果说明了此冲击地压现象。     

一次浅埋采场冲击地压发生的原因及防治研究

以宽沟煤矿首次发生在浅埋深的工作面冲击地压为例,分析了工作面冲击地压诱发因素,并结合现场应用提出了防治措施。分析结果表明,工作面发生冲击地压内在因素是具有强冲击倾向性的坚硬顶板,它是煤层能量积聚的来源,煤层的局部应力集中和工作面的支护状态是发生冲击的诱发因素。并结合现场实践提出了加强工作面支护、煤层卸压、底煤处理、顶板处理等防治措施。     

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。     

急倾斜水平分段放顶煤开采应力分布规律及冲击地压防治北大核心

为了揭示急倾斜煤层水平分段放顶煤开采应力场分布特征及冲击地压显现规律,以王家山煤矿东一采区为工程背景;理论分析了急倾斜水平分段开采冲击地压显现特征,数值模拟分析了急倾斜煤层水平分段开采应力场演化规律;揭示了急倾斜煤层水平分段开采矿震动载扰动诱发底煤冲击地压显现的规律。结果表明:随着开采分段数增加,工作面采动应力持续增大,顶板巷应力集中程度高于底板巷,最大主应力由原水平方向分布转为沿垂直煤层倾向分布,导致顶板巷周围煤体水平应力集中程度高;工作面煤体水平应力场倾向方向呈现先增大再减小的趋势,且顶板侧水平应力明显高于底板侧水平应力,应力峰值与开采深度呈线性正相关关系,顶板巷冲击危险性明显较高。根据冲击地压发生规律,针对性制定了急倾斜水平分段开采冲击地压防治方案并进行了防治实践,监测表明防冲效果显著。     

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。     

千米深井冲击地压发生可能性指数诊断法评价

古城煤矿3206综放工作面平均采深1190m,煤层和顶板均具有强冲击倾向性。现通过指数诊断法对该工作面的冲击地压发生的可能性进行研究,经计算该工作面冲击地压发生的可能性指数U=0.97,可判断出该面具备了发生冲击地压的应力条件,具有发生冲击地压的危险。     

冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制及控制

针对冲击地压采面瓦斯异常涌出问题,在统计分析多个冲击地压采面瓦斯涌出异常诱发因素的基础上,研究了冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制、瓦斯异常区划分方法及防治技术。研究结果表明:冲击地压采面瓦斯异常涌出影响因素主要有煤（岩）固有冲击属性、瓦斯含量（压力）、开采深度、坚硬顶板、地质构造、开采技术条件等;冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制是煤（岩）层冲击或震动,造成应力集中区域突然卸压、裂隙扩展,大量卸压瓦斯解吸扩散并涌向采场,工作面后方采空区随着顶板断裂,瓦斯被突然压出,造成瓦斯涌出异常。在治理冲击地压采面瓦斯时,采前需预评价、预分区、预处理,开采过程中,可以实施钻孔卸压、顶板预裂爆破、煤层注水、深孔爆破、瓦斯抽采、强化支护等措施,以降低冲击地压及伴生瓦斯异常涌出危险。研究结果在宽沟煤矿I010202工作面得到了应用,取得了良好的效果,确保了工作面的安全回采。     

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。     

冲击地压工作面瓦斯异常涌出成因分析及其治理技术研究

针对冲击地压采面瓦斯异常涌出问题,在统计分析多个冲击地压采面瓦斯涌出异常诱发因素基础上,研究冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制,瓦斯异常区划分方法及防治技术。研究结果表明:冲击地压采面瓦斯异常涌出影响因素主要有煤岩固有冲击属性,瓦斯含量(压力),开采深度,坚硬顶板,地质构造,开采技术条件等;冲击地压采面瓦斯异常涌出发生机制是煤(岩)层冲击或震动,造成应力集中区域突然卸压,裂隙扩展,大量卸压瓦斯解析扩散并涌向采场,工作面后方采空区随着顶板断裂,瓦斯被突然压出,造成瓦斯涌出异常。冲击地压采面瓦斯治理,采前需预评价、预分区、预处理;开采过程中实施钻孔卸压、顶板预裂爆破、煤层注水、深孔爆破、瓦斯抽采、强化支护等措施,降低冲击地压及伴生瓦斯异常涌出危险。研究结果在宽沟煤矿I010202工作面实施应用,并取得了良好的效果,确保了工作面的安全回采。     

高瓦斯冲击地压矿井解放层开采顶板岩移规律数值模拟研究

针对义煤集团义马矿区冲击地压矿井和新安矿区高瓦斯矿井安全高效开采解放层技术的需要,以新安矿区鑫山小型煤矿极薄煤层煤层开采为工程背景,对薄煤层开采后顶板岩层的移动和应力分布情况进行数值模拟分析,研究解放层开采后工作面顶板移动规律和围岩应力分布情况,为冲击地压矿井和高瓦斯矿井解放层开采设备选型、采面布置、围岩控制等提供理论指导和技术支撑。     

厚煤层综放开采冲击地压防治及工程实践

基于东滩煤矿43上13综放工作面冲击地压显现强烈,采用RFPA软件对工作面回采过程冲击地压进行数值模拟,并制定了钻孔卸压、深孔爆破等技术措施,有效降低了工作面发生冲击地压的可能性。实践表明:大采深、煤层结构、顶板特性、地质构造复杂是导致43上13工作面发生冲击地压的主要因素。     

赵楼煤矿首采区冲击危险性评价与防冲设计优化研究

赵楼煤矿首采区域地质构造较为复杂,埋深较深,具有冲击危险性。从开采深度、顶板岩层结构特征、地质构造、煤层的物理力学属性和开采因素等各方面分析了首采区冲击危险性影响因素,确定了矿井首采区冲击危险性区域划分。根据冲击危险性区域提出了首采区冲击危险监测及解危防治方案,并研究了工作面参数优化设计,分别确定了工作面护巷煤柱宽度,工作面长度、开采高度、布置原则和接替顺序。     

冲击地压矿井采区下山保护煤柱合理宽度研究

留设合理宽度的采区下山保护煤柱是防范采区下山发生冲击地压的关键。为探讨冲击地压矿井采区下山保护煤柱宽度的确定方法,以李楼煤矿采区下山保护煤柱合理的宽度确定为工程背景,运用矿压理论研究了工作面向采区下山推采过程中覆岩运动规律、支承压力演化特征、冲击地压类型及其发生机制,分析了现场工作面推采过程中的微震监测数据和应力动态监测数据,综合确定了李楼煤矿工作面采动影响范围,提出了以防范各类冲击地压为原则的采区下山保护煤柱宽度的综合确定方法,并进行了工程验证。结果表明:①随着工作面向采区下山推进,采区下山保护煤柱宽度逐渐减小,工作面超前支承压力与采区下山侧向支承压力及两翼工作面超前支承压力将发生叠加、集中,震动附加应力与采区下山侧向支承压力叠加程度逐渐增大;②采区下山可能发生静动载叠加型、应力叠加型和蠕变型等3类冲击地压;③工作面超前、滞后采动影响距离为235 m,侧向采动影响距离为105.5 m;④从防范采区下山动静载叠加型、应力叠加型和延后蠕变型冲击地压的角度,综合确定李楼煤矿采区下山一侧保护煤柱宽度应不小于235 m。回采后期现场监测结果与收尾情况初步验证了当前李楼煤矿采区下山一侧保护煤柱240 m的合理性。     

冲击地压煤层回采巷道锚网索支护技术研究

为保证杨村煤矿13采区深部工作面的安全回采,以13190首采工作面为工程背景,对13采区深部冲击危险性进行了评价,得出F16断层是导致该工作面冲击地压灾害的关键因素。根据工作面的地质情况及防冲要求,对13190工作面不同区域的巷道段采取了锚网索+下宽5.4 m的U型钢拱形棚支护、椭圆棚+锚网索支护、工字钢棚梯形棚支护等不同措施,并在巷道掘进期间施行了大直径钻孔强卸压、煤层注水、煤体深孔爆破等冲击地压防治措施,有效地降低了掘进及回采期间冲击地压发生的可能。     

基于顶板剪切梁理论的顶板破坏及断裂力学特性分析*

顶板破坏及断裂事故占矿井灾害事故的百分之七十以上。由于顶板破坏及断裂发生的主要诱因是剪切力,因此本文基于顶板剪切梁理论,结合平煤某矿FLAC3D煤岩层开采的有限元仿真结果,研究分析了采空区长度a值对煤层内部及顶板应力的影响。通过对比分析可知煤矿顶板出现冲击地压危险的主要因素有两个:一是与采空区长度a值有关,采空区长度a值越大,出现冲击地压的可能性越大,且等效应力的最大值出现在采空区长度的二分之一处;二是与顶板承受的剪切应力值有关,当该值达到顶板剪切强度极限时,顶板与煤层组成的变形系统将失稳,出现冲击地压危险。有限元仿真结果与理论预测结果的一致性说明应用顶板剪切梁理论对顶板产生破坏及断裂的预测是准确的,同时对预测、预防冲击地压中顶板破坏煤矿灾害事故的发生具有重要的指导意义。     

深部坚硬顶板工作面远近场联合防冲技术

集贤煤矿煤层赋存深度在500~700 m之间,且顶板为厚度大强度高的坚硬顶板,采深和坚硬顶板形成了冲击地压发生的条件。文章提出采用预裂爆破切顶、煤层卸压爆破与注水卸压相结合的远近场联合防治技术,有效地解决大面积悬顶问题,使得悬顶引起的集中应力得到了有效释放,实现了冲击地压的有效防治。     

厚而坚硬顶板破断诱发冲击地压的机理及其防治方法

基于动静载荷叠加诱发冲击地压机理,以开采煤层上方厚而坚硬顶板为研究对象,建立了工作面回采和沿空巷道顶板破断诱发冲击地压力学模型,并推导出顶板破断引起平均应力和动载荷增加的理论计算公式,以及顶板张拉破坏和剪切破坏判定公式。现场钻孔应力计监测结果和理论计算结果对比表明,利用该力学模型可以比较准确地计算动载荷和应力增量,且顶板厚度、支撑宽度和断裂线在煤体内深度是影响动载荷大小的关键因素。通过对该力学模型的讨论,指出多种有效防治冲击地压的方法。该力学模型的构建为冲击地压危险程度的判别和防治提供了一种新的思路。     

荆宝煤矿坚硬顶板初次来压步距规律

采场坚硬顶板发生事故概率较大,易压垮支架,造成冲击地压现象。晋能集团荆宝煤矿顶板坚硬,难以随工作面的推进及时垮落,出现大面积悬顶。在理论分析和数值模拟基础上,对该煤层不同厚度顶板初次来压步距进行研究,得出老顶的初次来压步距随着老顶岩层厚度的增加而增大的结论。