摘要：为解决深部冲击地压巷道大变形、支护体失效破断难题,以义马常村煤矿21220下巷典型冲击地压巷道为试验现场,采用井下调查、室内试验及理论分析等相结合的方法,分析了冲击载荷下巷道围岩变形破坏机制、高冲击韧性锚杆(索)防冲吸能机理及其应用效果。结果表明:深部回采巷道易冲击大变形的主要原因在于高叠加集中应力,使厚层坚硬岩层释放高积聚弹性能,而现有支护结构强度低、吸能特性差及无法协同防冲,导致支护结构各个被击破而失效;与传统支护材料相比,高冲击韧性锚杆(索)强度高、吸能能力强,合理布置锚杆(索)支护参数可提高其协同防冲的工作区间,通过支护系统吸收冲击地压释放的能量,降低剩余能量对巷道围岩的破坏效应。研究成果在井下进行了工业性试验,试验结果表明:新开发的高冲击韧性锚杆破断载荷342 kN,冲击吸收功166 J,高强锚索破断强度1770 MPa,伸长率8%,高强金属网静载荷承载能力15.7 kN,单位面积吸收能量达到2.2 kJ/m2。冲击载荷作用下,锚杆和锚索分别在各自安全可靠工作区间内承载,锚杆和锚索轴力呈锯齿状波动,但高冲击韧性支护材料均未出现脆性断裂失效。巷道两帮移近量500 mm,顶板下沉量100 mm,底臌量500 mm,高冲击韧性支护系统大幅度降低了冲击地压巷道围岩变形量,提高了围岩抗冲击能力,支护结构对冲击能量缓冲效果好,有效控制了冲击地压巷道的失稳破坏。

摘要：动态变形模量是表征煤岩在冲击载荷作用下抵抗变形能力的重要参数。为研究三维动静加载下煤动态变形模量长径比效应,试验从具冲击地压倾向性矿井取样,以直径50 mm,长径比为0.5,0.6,0.8和1.0共4组圆柱体煤样为研究对象,基于地应力原位测试结果设计预加轴压和围压静载,采用改进的霍普金森压杆(SHPB)试验系统开展三维动静加载试验。研究结果表明:三维动静加载下煤的割线模量、第二类割线模量、加载段变形模量和平均变形模量均未表现出明显的应变率效应;根据动态应力-应变曲线特征定义了弹、塑性段割线模量,发现塑性段割线模量存在显著的应变率效应,且大长径比试样塑性段割线模量应变率敏感性较小长径比试样更强;相同应变率下塑性段割线模量随长径比增加而增大,且应变率越大,塑性段割线模量的长径比效应越显著;三维动静加载下峰前段曲线存在的间歇性攀升行为使各试样50%动态峰值应力点呈无序分布,此为导致现有动态变形模量与应变率无规律性的主因。研究成果有利于探究动静载叠加作用下巷道围岩变形特性,为完善冲击地压巷道围岩控制理论提供参考。

摘要：针对老石旦煤矿强烈动压影响巷道围岩变形难题,在分析顶板岩层以及地应力场分布的基础上,总结了动压巷道围岩的变形破坏特征,提出了水力压裂卸压与高预应力锚杆支护的协同控制技术,确定了最佳压裂高度,制定了水力压裂方案与高预应力锚杆支护方案,开展了井下工程应用。结果表明:水力压裂有效激发了顶板岩层破裂和裂缝扩展,形成大尺度裂缝,阻断了侧向支承压力的传递路径;巷道矿压显现明显减弱,顶底板移近量402 mm,两帮移近量83 mm,较原支护变形显著减小;强采动影响下锚杆(索)受力变化趋势明显减弱,锚杆最大受力79~96.5 kN,锚索最大受力101 kN,且未发生锚杆(索)破断现象,表明采用水力压裂与高预应力锚杆支护后,巷道围岩侧向支承压力明显减弱,稳定性显著提高,强动压巷道围岩控制效果显著。

摘要：水力压裂在顶板型冲击地压防治中应用广泛。为了研究顶板水力压裂在红庆河煤矿402工作面应用效果,基于微震监测数据使用峰度和偏度指标对工作面在实体煤、单侧采空、水力压裂3种开采时期煤岩体破裂的分布形态进行了定量化研究;同时使用微震能量及b值评价了3个开采时期冲击危险性的变化。研究结果表明:水力压裂开采阶段和单侧采空开采阶段的偏度分别达到-0.677和-0.317,水力压裂开采阶段的负偏态性高于单侧采空时期,煤岩体破裂区域前移;水力压裂开采阶段的峰度为0.302,低于单侧采空时期的0.846,煤岩体破裂集中程度显著降低,水力压裂改变了煤岩体破裂的分布形态。与单侧采空开采阶段相比在更高的开采强度下,水力压裂开采时期的微震事件总频次显著增加、微震总能量和每米释放能量明显降低,煤岩体内积聚的总能量呈现降低态势,煤岩体内的弹性能以小能量的形式进行释放;水力压裂开采阶段的b值明显高于单侧采空开采阶段,水力压裂的施工降低该开采区域的冲击危险性。

摘要：以综采工作面三机成套技术为研究对象,基于安全、高产、高效的生产原则,分别对工作面"三机"(采煤机、刮板输送机、液压支架)的空间几何尺寸配套、生产能力配套以及相互性能配套进行了系统的分析计算,为以后工作面三机配套提供全面科学的理论依据,特别针对综采工作面采煤机在机头机尾处能否割投三角煤的情况进行了理论分析,并进一步展望了中国综采工作面装备成套技术的发展方向.

摘要：分析了冲击危险性预评价现状,提出了冲击危险性的影响因素,并对煤岩冲击倾向性、煤岩地质条件、开采采动应力等因素与冲击危险性的相关性进行了深入分析,建立了相应影响因素的冲击危险性预评价指标,并以此构建冲击危险性动态预评价体系。该评价体系可实现对工作面全开采过程的冲击危险性动态预评价,为矿井动力灾害防治提供依据。利用研究成果对某矿井冲击危险性进行了预评价,证实了提出的预评价体系的合理性。

摘要：辛置煤矿东四左翼采区开采10号煤层,基本顶为K_(2)灰岩,为提高资源回收率,工作面间留设小煤柱。在地质力学参数测试和分析的基础上,理论分析和数值模拟确定了工作面合理小煤柱尺寸,设计了高预紧力锚杆锚索巷道支护方案,进行了现场试验。试验结果表明,6 m小煤柱设计宽度合理,巷道围岩应力较低;掘进期间锚杆锚索预紧力高主动支护效果好,锚杆锚索受力稳定,回采期间巷道两帮变形量可控,能满足工作面安全、高效开采的需求。

摘要：针对大倾角松软特厚煤层综放开采存在的关键技术问题,借助FLAC数值模拟软件确定支架的合理支护强度应为0.6MPa。采用PFC数值模拟方法研究优化了放煤工艺确定放煤步距为1.2m时,顶煤采出率最高;放煤顺序为工作面上端从上向下放煤利于提高支架稳定性;其它部分从下向上放煤利于提高顶煤采出率。提出运用综合技术措施解决大倾角工作面防倒、防滑难题。经现场应用,取得了良好的经济与社会效益。

摘要：针对煤矿井下部分强力锚杆尾部螺纹发生破断且无"径缩"问题,对锚杆杆体尾部螺纹段进行了受力分析,得到由于变径导致应力集中,球面自锁、球面回转中心不合理导致球面自锁使锚杆受力恶化;对杆体尾部进行了实验室试验,对破断杆尾进行了化验分析,试验了不同安装角度对锚杆受弯断裂的影响;采用有限元数值模拟方法,介绍分析了杆体尾部的力学状态及应力分布状况,得到最不利受力位置。在潞安漳村矿井下强烈动压巷道进行了工业性试验,针对部分锚杆出现破断问题,提出多项优化方案,减小有害受力对杆体的影响。

摘要：以鄂尔多斯地区浅埋煤层房柱式采空区下煤层长壁开采为主要研究对象,通过理论分析、现场矿压实测等方法,得出房柱式采空区上部覆岩在一定的采高范围内存在叠合梁结构,并且上位基本顶结构为固定梁,下位基本顶结构为悬臂梁,房柱式采空区煤柱及以下顶板构成直接顶;在上位固定梁的回转力矩作用下,下位悬臂梁周期性折断,其动载荷通过房采区煤柱传递给采场支护结构。上位悬臂梁与下位悬臂梁失稳的不同周期性,会引起工作面周期来压的不等距和来压强度的不等强性,是长壁采场支架失稳的主要原因。