高应力煤柱多关键层断裂诱冲机理及防治

针对上覆多关键岩层控制条件下,高强度开采的大区段煤柱冲击地压防控技术难题,采用数值模拟、关键层分析和微震监测等方法对某矿31102工作面回风巷区段煤柱冲击地压发生机理及防控方法进行研究。结果表明:回风巷区段煤柱处于高静应力作用下,最高应力集中系数为3.02;工作面上方存在多个关键层,关键层断裂时产生大量微震事件,并以附加动应力形式作用于煤柱,当动应力与静应力之和大于煤柱强度时,煤柱发生冲击。提出了"大直径钻孔预卸压+二次斜交钻孔临场解危卸压"的防治措施,现场实测数据表明方案有效可靠。     

乌审旗典型工作面停复采冲击危险性分析与防治#br# #br#

以母杜柴登煤矿30202工作面为工程背景,对工作面停复采期间的矿压监测数据进行分析,分析了工作面停复采前后矿压显现规律,提出了停复采过程中冲击地压防治的关键技术。分析结果表明：工作面停采后,微震事件能量及频次明显降低,煤层应力及支架阻力数据明显增大|工作面复采后,震动场活动强度整体经历“突增—降低—小幅增高”三个阶段|工作面复采初期前40刀(约35m)为冲击地压防治的关键区域|提出了停复采期间 “应力预警-险情钻检确认-卸压解危-解危效果验证”为主要内容的冲击地压危险区处理流程,30202工作面实践效果良好,可为乌审旗地区相似条件工作面停复采期间的冲击地压防治提供借鉴。     

松软厚煤层仰斜综放开采端面稳定性控制研究

针对松软厚煤层仰斜开采端面顶煤易漏冒的问题,采用理论分析得出影响其端面稳定性的因素有端面距s、支架工作性能以及仰斜推进角度β等;运用数值模拟得出各影响因素与端面顶板下沉量的关系;结合现场实测提出:加强管理、及时支护控制端面距,伪斜开采、合理提高支架工作阻力及适当降低采高、端面顶煤注浆或者打木锚杆加固等控制端面顶煤漏冒技术措施。     

大采高综放面倾向支承压力分布的采厚效应

为了确定大采高综放面倾向支承压力分布与采厚的关系,在现场实测的基础上,应用弹塑性极限平衡理论计算不同采厚下倾向支承压力峰值点大小、位置;采用FLAC3D数值模拟不同采厚下工作面推进过程中支承压力的动态变化。研究结果表明:大采高综放工作面支承压力峰值点大小与一次采厚近似成反比关系,峰值点距离与一次采厚成非线性正比关系。由于开采扰动,使得理论计算的结果偏小,需要对理论计算结果进行修正。     

基于云计算的煤矿冲击地压监控预警技术研究

为研究冲击地压各监测参量之间的相互关系,提高冲击地压监测预警的准确性,通过对冲击地压发生机理、各监测手段的监测原理进行分析,运用大数据分析方法和云平台技术,开发了一种多参量联合监测的冲击地压监控预警平台。研究结果表明:该平台提高了各监测参量的兼容性和同步性,实现监测数据深度挖掘和远程分析;平台可对矿井进行分区分级预警,对回采工作面、掘进工作面、无明显采动扰动区域采用不同的监测方法和预警指标,提高预警的针对性和准确性;预警算法中各指标、各参量所占比重,均可根据冲击地压类型、影响因素、监测指标活跃程度等调整,提高预警算法对采掘和地质复杂环境的适应性,经10余个矿井现场应用表明,该系统能有效提高监测数据对安全生产的指导作用。     

厚硬岩层控制下不规则断层煤柱冲击危险性研究

根据矿压理论构建了断层构造应力及采空区转移支承压力计算模型,以典型冲击地压矿井为例,将二者耦合叠加得到了厚硬岩层控制下不规则断层煤柱应力分布情况,进而分析了冲击危险性。结果表明:应力峰值距采空区133m,达到62MPa;西侧距采空区75~239m为冲击危险区,东侧距采空区60~239m为冲击危险区,高位关键层未充分断裂是导致支承压力升高的主要原因。通过现场监测数据对计算结果进行了验证,该结果可作为冲击危险防治的理论依据。     

矿震诱发型冲击地压临场预警机制及应用研究

矿震诱发型冲击地压预警是世界性难题,通过多年的监测预警机制研究和现场实测发现,采场监测区域内应力突降是此类型冲击地压的典型前兆之一。结合关键岩层断裂特征与煤岩体应力变化关系,得出依据矿震发生前煤岩应力突变规律实现临场预警的机制:高位关键岩层拉伸断裂前后采场超前应力从单峰演化为双峰状态,在关键岩层断裂位置下方煤岩体内出现应力突降,数分钟后因岩梁断裂回转,其下方支承区域内岩体受强烈动载破坏而引发矿震。根据临场应力突降值和突降范围,判定矿震对采场的危害程度和影响范围,进而及时作出现场避灾处理,结合开采前预判关键层破断步距和开采过程中高精度微震追踪岩层破裂高度,判断矿震发生的区域,提高临场预警的时效性和准确性。本文揭示的现象和关键数据为临场预警矿震诱发型冲击地压提供了一种直观有效的方法。     

煤矿冲击地压多参量监测预警平台研究

为提高煤矿冲击地压监测预警准确性,分析了当前煤矿冲击地压多参量监测预警现状及存在的问题,提出了冲击地压多参量监测预警平台建设方案,研发了冲击地压多参量监测预警平台,并通过工程应用验证了该平台的实效性。研究表明,冲击地压多参量监测预警平台能够充分挖掘监测数据信息,克服监测指标相对独立、实时联合监测效果差、多参量联合预警难等问题,实现同一时空维度上各类监测数据的联合、对比分析,提高了冲击地压预警准确性和时效性。     

纳林河二号矿井采动影响下强矿压显现规律研究

根据纳林河二号矿井31102工作面实际情况划分了强矿压显现的危险区域,并且实现了对31102工作面强矿压显现的动态实时监测。通过理论模型分析了工作面超前支承压力分布规律。基于微震监测系统对上覆岩层时空演化规律进行分析,确定了工作面超前支承压力的影响范围以及采场上方裂隙发育的大致情况。对微震监测系统的数据进行统计分析,探究回采速度与微震事件之间的联系,提出强矿压危险区域的合理推进速度,降低强矿压显现灾害的风险。     

浅埋高强度采场回撤阶段围岩破断机理及控制

针对神东矿区浅埋高强度开采工作面回撤过程中支架压死频繁发生的现象,采用理论和数值分析手段,对回撤阶段支架压死现象发生的机理进行了研究。结果表明:回撤巷道同老顶断裂线处于合理的时空位置关系是工作面实现低压力回撤的关键;解释了荷载传递具有时效性的原因,工作面长时间停滞导致老顶和荷载层破坏出现宏观滑移面后其荷载有足够的时间传递至工作面支架之上,使其由"给定变形"转变为"给定荷载"工作状态是造成回撤过程中工作面支架压死的主要原因;根据预测的老顶断裂线所处区域的不同,提出了改变采高、工作面推进速度、局部充填的顶板控制措施,并应用于乌兰木伦煤矿,实现了工作面的安全、快速回撤。