煤巷掘进工作面分区段钻孔卸压防冲技术应用

为优化小庄煤矿40302工作面防冲措施,采用微震监测和理论计算的方法,对该工作面顺槽掘进期间分区段防冲技术展开研究.根据冲击危险性评价结果,可将40302掘进工作面分为中等冲击危险性区段和弱冲击危险区段;从经济、安全及有效的角度考虑,结合工作面开采技术条件及不同冲击危险性区段选择合理的钻孔卸压方式保障工作面安全掘进.     

应用卸压钻孔防治冲击地压灾害的探讨

该文结合大同忻州窑矿对卸压钻孔在空间的最优位置选择、孔径选择及钻空间的组合等进行了探讨,为进行综合防控冲击地压提供了技术依据,可供具有冲击地压危害的矿井参考。     

大直径卸压钻孔施工工艺试验与研究

为摸索出一套适合常村煤矿防治冲击地压的大直径卸压钻孔成孔工艺技术,在该矿21220下巷掘进巷道进行了该项技术试验研究,试验结果表明卸压效果显著,掘进正头压力得到有效释放,实现了安全掘进。     

煤岩冲击倾向性测试及冲击地压防治技术研究

煤岩冲击倾向性与矿井冲击地压息息相关,分析煤岩冲击倾向性及矿井冲击地压防控对预测矿井冲击地压具有重要意义。通过室内试验及现场监测综合研究手段,首先对煤岩进行单轴压缩试验,得到煤岩冲击倾向性。其次通过微震监测、钻孔卸压等现场监测手段,分析采煤工作面推进过程中微震事件分布及应力演化规律。结果表明：煤岩体抗压强度随加载速率增加呈降低趋势,同时煤样测试过程中出现脆性破坏;通过煤岩冲击倾向性测试,发现该矿井为强冲击矿井,需要采取冲击地压防治措施;在监测到确有冲击危险时,应及时采取二次卸压措施,并用钻屑法再次监测解危效果,直至消除冲击危险。     

变直径卸压钻孔卸压参数模拟研究北大核心

常规大直径卸压钻孔对巷道浅部围岩扰动较大,增加了支护成本。以变直径卸压钻孔为研究对象,采用理论分析、数值模拟的方法,分析了变直径卸压钻孔卸压机理,讨论了变直径钻孔损伤形状、卸压半径、钻孔布置方式和钻孔长度等因素,同时比较了不同钻孔方案的优劣。结果表明:变直径钻孔在围岩浅部使用小直径钻孔,可以减小浅部围岩变形,对浅部围岩扰动更小,在煤层深部采用大直径,可以为煤体提供更大的能量释放空间,卸压效果好;在垂直应力大于水平应力的情况下,钻孔损伤为“蝴蝶”型,因此采用双排三花布置效果最佳;小直径段长度不超过应力降低区,其长度为3 m,其总长度不超过应力集中区,为25 m;变直径卸压钻孔可以在有效卸压的同时减小对巷道浅部围岩的扰动。     

卸压钻孔在防治冲击地压区的实践

通过对冲击地压区发生冲击地压机理和巷道应力分布的分析,提出了卸压钻孔技术.实践证明,卸压钻孔对防治冲击地压有着极其重要的作用.     

防冲工作面卸压爆破钻孔参数的确定

卸压爆破是冲击地压解危的主要措施之一,卸压爆破的效果与爆破参数的确定有着重要的关系.根据爆破理论,对常规孔径及与之配用的炸药进行计算,从而确定了合理的孔间距和孔深等参数,为有效解除冲击地压危险奠定了理论基础.     

钻孔卸压技术在新安煤业公司3306工作面的应用

新安煤业公司随着投产时间的推移,生产水平向深部转移。防治冲击地压工作严峻而紧迫。3306工作面处于-550m水平,因煤层赋存条件影响,地压显现开始出现,对工作面安全生产造成隐患。针对3306工作面存在的冲击地压隐患,新安煤业公司采取大直径钻孔卸压释放煤体一围岩内储存的弹性能量的方法,实现了煤、岩层卸压,降低了冲击危险性,避免了冲击地压的发生。     

基于光纤光栅传感技术的顶板离层仪研发及应用

为了及时准确地发现顶板离层信息,并采取相应的措施预防巷道冒顶,必须对顶板离层量进行实时监测,根据光纤光栅传感原理研制了新型光纤光栅顶板离层仪,并在实验室对该顶板离层仪进行标定试验.试验与理论及应用分析结果表明:该光纤光栅顶板离层仪组成的全光纤顶板离层在线监测系统,具有测量精度高、长期稳定性好、信号传输距离远以及本质安全等优点,给顶板离层的长期在线监测提供了一种行之有效的手段.     

矿山围岩变形与破坏光纤感测理论技术及应用

矿山围岩应力与结构演化机理是深部煤炭资源开采围岩控制的关键科学问题。开展采场和巷道围岩应力演化与变形破坏监测,是掌握应力场动态迁移规律,分析覆岩分区破裂、结构演化的重要手段,也是实现井下灾害超前辨识和危险区域感知预判的基础。近年来光纤传感技术在解调原理、传感器研发方面取得了长足的进步,可实现不同尺度的围岩应力、变形,大范围、分布式动态监测,成为了岩体变形破坏的重要监测手段之一。分析了光纤传感技术在矿山围岩变形与破坏监测方面的应用进展,总结了用于采场和巷道围岩变形监测中的光纤传感理论及适用特点,归纳了光纤传感系统布设方法与安装工艺,讨论了采场覆岩"横三区、竖三带"分布,覆岩结构演化,支承压力分布,顶底板变形特征的光纤表征机制,介绍了光纤传感技术在矿山围岩变形表征中的最新成果。结果表明:光纤传感技术在矿山围岩监测中的应用仍处于现场应用研究阶段,在智慧矿山建设背景下,采场和巷道围岩变形监测技术向多参数、智能化、实时动态监测发展,光纤传感技术存在多参量、多尺度传感器研发,多维度光纤传感系统及布设工艺,大数据光纤传感数据智能分析系统构建等研究热点。研究成果对推动矿山围岩光纤传感智能监测技术研发与应用具有积极意义。     

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...     

大直径钻孔卸压对围岩强度与锚固力影响研究

为研究大直径钻孔卸压对围岩强度与锚固力的影响作用,利用厚壁理论模型建立实验室试验与现场围岩强度变化的对应关系,为实验室测试提供理论基础;利用数值模拟分析了大直径钻孔对围岩强度的影响作用,得到梁宝寺煤矿3320工作面煤壁钻孔卸压后的围岩强度减弱了20%~25%;通过实验测试,得到了现场使用的锚杆和锚固剂的力学性能;选用PVC、6061铝和20#钢不同材质的套筒分析了不同径向刚度对锚杆锚固力影响,锚固力大小介于55.4~110 kN之间;依据等效径向刚度公式,确定了直径为150 mm的卸压钻孔使锚杆锚固力弱化约为10%,为保持等效的围岩控制程度,支护强度应设计为无卸压钻孔时的1.10倍。     

基于分布式光纤测温技术的井下电缆温度监测系统设计

煤矿井下电缆着火引发的重大事故严重威胁煤矿安全生产,针对煤矿井下电缆火灾事故的主要原因及特点,提出采用分布式光纤测温技术对井下电缆沿线温度进行监测预警,给出了分布式光纤测温系统的组成、原理和光缆布设方案,对保证井下电力系统的安全运行、煤矿安全生产有非常重要的意义.     

基于光纤测温技术判定采空区自燃危险区域的研究

为了加强对煤矿采空区自然发火的预防,提出使用新型光纤传感测温技术实现对采空区高温区域的精确判断。通过室内试验完成了对光纤测温装置温度精度、定位精度及响应时间的测定,并对光纤在采空区内部的布置手段进行了阐述,将光纤测温结果与束管监测结果进行比对,探讨了光纤测温的可靠性。该采空区自燃“三带”分布情况：35 m以内为散热带,35~110 m内为自燃带,运输巷一侧自燃带延伸至120 m处,110 m以外为窒息带,与束管监测数据基本相符;采空区内部高温区域出现在距离工作面80~100 m内,高温点出现在采空区距工作面100 m,距离运输巷50 m附近,光纤测温系统检测数据在作为有效的采空区自燃危险区域判定依据的同时,还可实现对高温区域的定位。     

采场覆岩变形和来压判别的分布式光纤监测模型试验

为了研究煤矿工作面开采过程中,上覆岩层变形规律,将分布式光纤传感技术(BOTDA)应用于三维立体模型试验监测。制作了3 600 mm×2 000 mm×2 000 mm(长×宽×高)三维立体模型同时在模型内部预埋3根垂直光纤,模拟工作面的开采,工作面共开挖60次,累计推进2 400 mm,获得3根分布式光纤的180组布里渊(Brillouin)频移试验数据。提出了分布式光纤频移平均变化度的概念,采用光纤频移来表征采场上覆岩层变形垮落,判别工作面初次来压和周期来压情况;并将其测试结果和内部位移测试结果进行对比。结果表明,光纤频移平均变化度可以反映工作面上覆岩层变形、来压及其变化情况,该方法及其技术推广应用可以为上覆岩层变形信息化提供依据。     

钻孔应力分布特征及卸压增透技术的数值模拟

对钻孔的应力分布进行了系统研究,采用FLAC3D软件建立三维模型,综合考虑巷道和钻孔的共同影响,分析了不同原岩应力、钻孔深度、钻孔直径及钻孔数目条件下钻孔围岩的应力分布情况,并对水平多孔随钻孔间距变化的应力分布规律进行分析.采用卸压增透技术消除多孔间的应力集中区,对煤体进行卸压增透,消除突出危险性,最后利用数值模拟和现场工业性试验对效果进行验证.     

基于密集分布式光纤光栅感测技术的基坑底部隆起研究

依托上海地铁轨道交通某地铁站工程,采用密集分布式光纤光栅感测技术(FBG)对深基坑开挖中坑内土体隆起、基坑上部结构沉降和中心立柱桩变形问题进行了研究,建立了基坑隆起剖面的光纤监测系统,获得基坑底部土体多场多参量随时空的变化。监测结果表明:FBG监测技术可以实现基坑开挖全过程的监测,能够获取从下到上不同深度处的土体的隆起量。基坑在开挖后,由于卸荷与土体的应力释放,底部土体的隆起会呈现中间大两侧小的现象,上部结构监测中也验证了这一点,布设在混泥土支撑上与中心立柱同一竖直方向的静力水准相较于两侧的静力水准产生了相对的隆起量。研究成果为实现基坑隆起的智能监测提供了技术支持,为基坑开挖的安全评价提供了参考依据。