综放沿空巷道围岩卸压控制研究

采用计算机数值模拟计算及现场观测方法,结合松动爆破技术分析了本煤层布置卸压巷对综放沿空巷道围岩卸压的机理,沿空巷道卸压控制的实质是使围岩高应力区沿倾向向煤体深部转移,卸压巷位置及松动爆破强度是卸压技术的关键,现场应用实践表明,卸压控制是治理综放沿空巷道围岩强烈变形破坏的科学有效方法,并取得了显的技术经济效益。     

高应力岩层巷道钻孔爆破卸压技术

为了深入研究深部高应力岩层巷道围岩松动爆破卸压技术,针对高应力巷道围岩受采动影响的变形破坏特点,采用FLAC数值模拟软件对深部动压巷道围岩进行了松动爆破卸压模拟,结果表明在松动区域轴向平行于巷道顶板和帮部时,在距巷道顶板和帮部围岩5 m处进行爆破,可以在巷道周围形成一个松动区域,使巷道围岩浅部应力与深部集中高应力隔离开,达到巷道围岩集中应力向深部转移和改善巷道围岩受力状态的目的.通过工程实践,验证了模拟方案的合理性,并使爆破参数得到了优化.     

上部煤层采动底板巷道围岩破坏特征与卸压控制技术

针对祁东煤矿开采61煤层同时要确保下部底板岩石大巷正常使用的技术难点,采用理论分析和数值模拟方法研究了上部煤层对底板巷道的动压影响,得出:该底板巷道围岩失稳的实质是其受上部采动应力在底板传递的影响,应力集中系数达1.5~1.8倍的原岩应力;其围岩稳定性控制应综合考虑围岩应力集中的诱发因素和卸压护巷原理。继而基于卸压护巷理论,提出钻孔松动爆破卸压护巷技术方案,确定钻孔爆破卸压的技术参数及卸压时机。工程实践表明:采取巷帮、底角钻孔松动爆破卸压护巷方法,使得相邻钻孔间"塑性弱化带"贯通,实现应力向围岩深部转移,能有效控制采动影响下的底板岩巷围岩变形破坏。     

深孔控制卸压爆破机理和防突试验

本文提出了一种新的防止煤(岩)与瓦斯突出的局部措施——深孔控制卸压爆破。该措施克服了松动爆破与大直径钻孔两种措施的局限性,又同时具备上述两种措施的优点。本文利用应力波理论对深孔控制卸压爆破中的控制孔作用进行了理论分析;对其爆破机理进行了探讨和模型试验。通过现场防突试验证明:深孔控制卸压爆破是效果明显、工艺简单、经济技术效果好、易于推广的一种局部防突措施。     

爆破卸压技术在深部煤层防治冲击地压中的应用

以唐山矿Y484工作面为例,采用爆破卸压技术对巷道进行了冲击地压防治技术的研究。在对工作面具体地质条件及冲击倾向性分析的基础上,研究了爆破前后工作面上覆岩层的应力分布情况,并结合RFPA数值模拟对比爆破卸压前后煤体的集中应力分布和能量转移范围。试验证明爆破卸压使煤体应力峰值向煤体深部转移了10 m左右,降低了巷道煤壁侧的冲击地压危险。并在工作面成功应用了爆破卸压技术,取得了较好的卸压效果。     

松裂爆破卸压的试验研究

本文依爆破理论与岩体测试技术理论为基础，进行松裂爆破参数设计。根据现场试验，对松裂爆破卸压孔进行声波检测，证明松裂爆破卸压调整了围岩的应力分布状态，提高了巷道的稳定性。     

深孔松动控制爆破卸压增透理论与实践

针对义马煤业集团义安矿高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽放困难等情况,进行了深孔松动控制爆破卸压增透理论分析和工程实践。深孔松动控制爆破卸压增透技术是利用煤层瓦斯压力、炸药爆炸产生的能量及控制孔的导向和补偿作用使煤体原有裂隙得以扩展并产生新的裂隙,释放应力和瓦斯压力并起到卸压增透效果,从而达到提高煤层透气性和抽放效果的目的。工程实践结果表明:深孔松动控制爆破后,各项参数和指标有明显变化,钻孔间距和抽放流量平均提高3～5倍,最大的增大倍数为19倍,钻孔有效影响范围内瓦斯预抽率提高2～3倍。     

高瓦斯低透性煤层深孔松动爆破卸压增透影响参数的数值模拟

建立了高瓦斯低透性煤层深孔松动预裂爆破的力学模型，采用ANSYS有限元模拟软件模拟了爆破孔径、爆破孔和导向孔间距以及装药耦合系数对深孔松动预裂爆破卸压增透效果的影响情况。数值模拟结果表明：爆破孔径、爆破孔和导向孔间距和装药耦合系数是影响深孔松动爆破卸压增透效果的3个主要因素。根据巷道断面情况，适当增加爆破孔和导向孔间距；增大爆破孔径；爆破孔采用完全耦合装药结构，可提高卸压增透效果，从而提高钻孔瓦斯涌出量和抽放量，起到防止煤与瓦斯突出的作用，保证工作面安全生产。     

综合防治冲技术在回采孤岛煤柱中的应用

随着煤矿开采深度的增加,高地应力与煤岩动力灾害耦合作用,进一步加剧了深井冲击等地压灾害。基于深井高地应力区的孤岛工作面冲击地压耦合作用分析,设计采用深孔松动爆破和卸压钻孔相结合的综合防治冲击地压技术,有效扩大了卸压影响范围,实现全工作面充分卸压,提高了孤岛煤柱安全回采的安全系数,对深井开采生产安全管理将起到重要作用。     

突出煤层掘进巷道冲击地压防治技术

为了在垂深1 100 m、具有严重煤与瓦斯突出和冲击地压危险的煤层进行安全快速掘进,消除冲击地压和煤与瓦斯突出危险,应用巷道钻孔松动爆破卸压技术.通过对冲击地压发生机理和钻孔松动爆破卸压理论分析,研究了深井煤层卸压原理,确定了巷道钻孔松动爆破卸压技术参数和施工工艺.试验结果表明:利用瓦斯抽排巷道对掘进煤层进行打钻和松动爆破,在一定范围使突出煤层卸压、排放瓦斯,可使原始高地应力场发生改变,并沿巷道掘进方向向前方煤体和巷道两帮深部转移,同时提高煤层透气性,使高压瓦斯加速排放,减少了突出势能,有效防治煤与瓦斯突出和冲击地压.