硬厚致灾岩层预裂爆破防冲参数优化及工程实践

针对彬长矿区某矿硬厚粗粒砂岩致灾层预裂爆破效果不佳的问题,采用数据分析、数值模拟及工程试验等方法研究了预裂爆破关键参数,模拟分析了岩石抗拉强度、炸药装药密度、不耦合系数及爆破孔间距对预裂爆破效果的影响,优化了针对粗粒砂岩层的爆破参数。结果表明：开展预裂爆破工程时,应当考虑爆破参数与岩层抗拉强度相适应,避免炸药能量浪费在破碎区、削弱裂隙区裂纹扩展尺度;较小炸药装药密度下,增大装药密度明显促进爆破裂纹扩展,而较大装药密度下促进作用不明显,易导致破碎区范围明显增大,浪费炸药能量;不耦合系数的最佳区间为1.42～1.58,此区间外裂纹扩展尺度较小,爆破效果不理想;增大炮孔间距,孔间裂纹贯通趋势减弱,爆破效果变差,较优的炮孔间距为10 m。优化了粗粒砂岩层的爆破参数,现场试验后工作面来压步距与支架阻力明显降低,大能量微震事件总能量与事件数占比显著降低,卸压效果较好。研究结果可为硬厚岩层预裂爆破参数设计提供参考。     

深部软岩流变模型研究

该文在西原正夫体和广义西原正夫体的基础上,综合考虑弹性、塑性、粘弹性、粘塑性等多种变形共存的复杂过程,分别采用虎克体H元件和VP体模型推出了深部软岩流变组合模型蠕变方程,确定了软岩的流变参数,并分析了温度场和压力场耦合作用下的软岩流变模型蠕变方程,为研究深部软岩的流变破坏及破坏前的加速蠕变过程提供了部分理论依据,对煤矿深部开采及深部支护工程具有十分重要的意义。     

GPS-RTK联合水准仪在充填工作面地表高精度动态监测中的应用

 岱庄煤矿2351工作面为膏体充填工作面,采用全采全充的采煤方式,地表预计变形很小,传统监测地表变形的方法难以满足高精度的要求。为了符合岱庄煤矿测量区域高精度的要求,探索出GPS动态测量与高清电子水准仪相配合测量充填工作面地表变形的作业方法,在实际的测量中取得了良好的效果。     

梁式耦合加固技术在巷道顶板控制中的应用

高家堡煤矿巷道埋深大、水文条件复杂,顶板支护锚网索受淋水影响,腐蚀明显,顶板支护强度低。为了解决巷道支护困难的问题,以104工作面运输顺槽为工程背景,采用理论分析和现场实践相结合的方法,选取梁式耦合加固技术对巷道顶板进行加强支护,并对巷道顶板控制效果、经济效益分别进行分析。结果表明,在采用梁式耦合加固技术控制顶板后,有效避免了两顺槽顶板需多次补打锚索加强支护的缺陷,既提高了巷道顶板安全性又节省了巷道维护成本。     

高承压水与深部应力耦合作用下顶板运移及应力显现规律

基于彬长矿区高家堡矿4^#煤深部工作面上方存在洛河组砂岩含水层的地质条件,探讨了含水层与动力灾害孕育的关系,介绍了彬长矿区4^#煤上方顶板含水层的形成原因和赋存状况;基于工作面涌水量数据,考证了工作面支架阻力与涌水量变化之间关系,阐述了涌水量变化与微震频次之间的时空关联特征,解释了微震与涌水之间时空关联及其产生机理。强调了工作面微震-涌水日报对防冲和防治水的重要意义;阐述了涌水增加后承压水运动在工作面产生的动静载,提出应重点关注水量突增后工作面的动力灾害危险。     

深部巷道群高静载低扰动冲击矿压发生机制及防治技术

针对深部巷道群高静载低扰动下突发性冲击矿压的难题,以某煤矿一盘区大巷为工程背景,通过力学分析和数值模拟研究了深部巷道群高静载低扰动诱发冲击矿压的发生机制。结果表明：大巷之间相互影响,导致巷道间煤柱区域应力叠加,高能量积聚在巷道顶底板内;巷道围岩蠕变使得围岩的长期强度降低,引起诱发冲击矿压的临界应力值降低,进而高静载水平下较小的动载扰动即可使叠加应力达到岩体承载极限,在能量达到岩体破坏的最小所需能量时,岩石产生自发性破坏,破坏后巷道围岩系统中的弹性余能转化为动能,造成巷道群冲击矿压发生。根据一盘区巷道群应力和能量分布区域和集中程度,采用大直径钻孔卸压和爆破卸压措施后,降低了应力和能量集中水平,卸压效果明显。     

冲击地压频发区矿震破裂机制与震源参量响应规律

矿震是冲击地压孕育及诱发的重要影响因素,研究矿震震源破裂机制对完善冲击地压致灾机理至关重要.为有效分析矿震震源破裂机制与震源参量响应特征,基于相对矩张量反演原理提出以震源群为单位反演矿震震源机制,并针对煤矿应用背景构建了反演矩阵,推导了反演所需最低射线数与震源数条件,优化了矿震震源破裂类型判识方法,提高了反演精度与效率...