卸压开采

摘要： 采空区处理是我国及采矿不发达国家特有的难题,深部开采是国内外采矿业发展的必然趋势。采空区存在和深部开采都必然诱发高地压灾害。回顾了卸压开采理论及采空区处理与卸压开采理论指导下创新的新方法。回顾表明,切顶卸压理论是采空区处理与卸压开采领域的原创性理论,其特点是控制爆破切断一定深度的顶板并就地堆筑成支撑顶板的堆石坝,从而消除或转移高地压;采空区处理与卸压开采有机结合,切顶堆石坝不仅能封隔水平至倾斜的大面积采空区,而且借助矿房崩落充填的思想还能封隔急倾斜大面积采空区,为全面实现无废开采和矿柱全采创造条件;在切顶卸压理论指导下,钻爆法是实现采空区处理与卸压开采有机结合的灵活手段。

摘要： 传统矿体安全回采方案,卸压巷道垂直偏移量较大,为此,提出深部金属矿山卸压开采中矿体安全回采方案.确定采场结构参数、凿岩爆破参数、预留矿体层厚度、抵抗线等矿体回采参数,选择合理的掏槽方式,将矿体顶部作为充填体,布置掏槽炮孔,选取孔内微差起爆方式、孔底起爆顺序,避免矿石大块的崩落.进行对比实验,结果表明,设计方案相比传统方案,减少了卸压巷道的垂直偏移量,保证了卸压巷道的稳定性,使矿体回采更加安全稳固.

摘要： 某铁矿为超大规模超深井矿山,矿体特别厚大,因而开采面积大,为保证开采安全,拟在盘区之间布置大型条形矿柱,本文采用数值模拟的方法,对在盘区矿柱的上部、中部和下部卸压、以及在盘区矿柱上部卸压长度分别为60 m、120 m、180 m和全长等方案的应力特征和塑性区分布进行了对比研究,揭示了不同卸压方案的卸压效果,研究结果可为类似开采条件下的卸压开采提供参考.

摘要： 淮南矿区具有低透气性、强吸附性、高瓦斯煤层群赋存特征,针对深部瓦斯灾害日趋严重情况下煤矿面临的安全与效益2大生存问题,通过采用卸压开采抽采瓦斯理论,攻关煤层顺层钻孔"一孔两消"和顶板高位钻孔"以孔代巷"技术,把传统的巷道加钻孔式抽采瓦斯方法优化为钻孔式抽采瓦斯方法,创新煤与瓦斯共采新模式.结果证明:新模式抽采瓦斯效果不仅满足安全生产需要,而且取消了顶、底抽巷,节省了穿层钻孔,降低瓦斯治理成本在30％以上.并针对更深部煤层全部升级为强突出煤层开采条件,引进石油工业侧钻水平井、分支水平井等地面钻井施工技术与工艺,提出地面钻井实现煤与瓦斯共采新方案.

摘要： 针对小厂坝矿区的矿岩特点和深部回采区域岩爆倾向性特征,确定采用阶段空场胶结充填采矿法.通过对开采后的应力分布规律分析,确定了沿走向布置矿块,并以切割槽的形成为手段,改变围岩和矿体中的应力场分布状态,实现了卸压开采.通过矿岩物理力学分析和理论计算,确定了小厂坝矿区岩爆区域分段凿岩阶段空场的矿房跨度、顶板厚度、间柱宽度分别为40 m、6 m、10 m.通过对原设计底部结构形式的优化,提高了出矿效率,增大了底柱的厚度,提高了作业的安全性.应用实践表明,岩爆倾向条件下采场结构参数的优化,有效防止了地压灾害、提高了生产效率,保证了生产安全,经济和社会效益显著.

摘要： 朱集东煤矿为"三高一深"(高地压、高瓦斯强突出、高地温、千米埋深)矿井,采掘工作面煤与瓦斯突出危险性极大,开采此类煤层最经济有效的办法是开采保护层.为抽采保护层11-2煤层开采过程中本煤层及邻近层大量卸压瓦斯,采用分源法计算瓦斯涌出量,结合工程类比取大值.根据瓦斯涌出量预测结果,选用Y型通风方式,辅以顺层钻孔、地面钻井、顶板巷大直径筛管平钻孔、留巷埋管及穿层钻孔等抽采方式,使工作面回采期间瓦斯抽采率达到84.8％,实现了深井高瓦斯工作面煤与瓦斯安全高效共采.

摘要： 基于潘二煤矿A3煤和B4煤开采地质条件,建立了A3煤远程上行卸压开采数值模拟试验模型,研究了开采参数对远程上行卸压开采应力-裂隙演化特征影响.通过改变模型开采参数,获得了采厚与面长对远程上行卸压开采应力场、位移场分布的影响规律.研究结果表明,下部卸压煤层的开采厚度是影响上覆岩层移动破坏及裂隙发育高度的根本因素.随着采厚的增大,垮落带与断裂带的发育高度也随之增大,卸压范围随之增大;开采面长对于上行卸压开采卸压范围的影响较大,面长在一定程度上决定着煤层采动是否为充分采动,在充分采动条件下上行卸压层卸压范围要大于非充分采动条件下的卸压范围.

摘要： 深井煤岩动力灾害的防治理论及其技术一直是煤矿安全开采领域的重要研究方向之一,但一直没有取得重大突破.基于目前我国煤矿深部开采面临的煤与瓦斯突出、冲击地压、巷道围岩大流变、承压水开采等重大灾害,聚焦煤与瓦斯突出以及冲击地压,借鉴煤与瓦斯共采的卸压开采的机理,提出了卸压开采防治煤与瓦斯突出以及冲击地压的机制,展望了深部动力灾害控制的研究方向.

摘要： 卸压开采抽采瓦斯技术广泛应用于深井高瓦斯煤层群安全开采中,然而却存在着瓦斯流量和浓度偏低以及钻孔稳定性差的问题.基于淮南矿业集团深井卸压瓦斯治理实践,采用理论分析与数值模拟方法研究了钻孔压剪失稳机理及主要影响因素.研究结果表明,钻孔在非均匀应力环境中易发生挤压型失稳,岩层层间滑移易导致钻孔发生剪切失稳,采用厚壁套管、柔性充填、危险层位扩孔让压等措施可以有效提高钻孔稳定性.基于上述研究成果,提出了超前留巷强化钻孔瓦斯抽采技术与保护层高位回风巷强化钻孔瓦斯抽采技术,并在朱集矿1111(1)工作面与1112(1)工作面进行了瓦斯抽采试验.试验结果表明:强化钻孔的抽采效果及钻孔稳定性显著优于普通抽采钻孔,单孔最大瓦斯抽采流量达8.1m3/min,有效抽采距离达150m以上,有效地控制了工作面回风瓦斯浓度,实现了卸压瓦斯的高效抽采.

摘要： 根据潘二煤矿深部近距离煤层群8煤和6煤地质与开采技术条件,设计并开展了下行卸压开采三维数值模拟和二维相似材料模拟试验,系统分析了8煤和6煤开采采动应力、岩层运移及煤柱对采动应力演化的影响规律.试验分析获得了8煤留设煤柱开采和6煤连续开采过程中覆岩运移、支承压力分布和顶板来压特征及煤柱对矿压特征的影响规律.研究表明,不规则煤柱引起的残余支承压力与采动支承压力的叠加是导致工作面片帮、冒顶严重的关键因素,揭示了下行卸压开采不规则煤柱对采动应力裂隙场演化的作用机理.为下煤层工作面围岩稳定性控制和连续回采研究的卸压开采采场参数设计与优化提供了技术支撑,采动高应力演化为主导作用的煤岩动力灾害防治提供了理论基础.

摘要： 淮南矿区B组煤为高瓦斯突出近距离煤层群,煤层间距离为10～30m.在下行卸压开采过程中,受煤层赋存和开采技术的制约,炮采工作面大多不规则布置,遗留煤柱引起的应力集中严重影响到下煤层卸压效果和安全开采.因此,为研究深部近距离煤层群下行卸压开采不规则煤柱对底板煤岩层采动高应力演化特征,根据潘二煤矿深部近距离煤层群8煤和6煤地质与开采技术条件,设计了下行卸压开采三维数值模拟和二维相似材料模拟试验模型,系统分析了8煤下行卸压开采与6煤开采后采场围岩采动应力、岩层运移及不规则煤柱对采动应力演化机制的影响.研究获得了8煤不规则卸压开采、不同煤柱宽度影响下底板煤岩层采动高应力演化特征和6煤回采期间覆岩运移、采动应力裂隙演化和来压特征,揭示了下行卸压开采不规则煤柱对采动应力裂隙场演化作用机理.研究不仅为采动高应力演化为主导作用的煤岩动力灾害防治提供了理论基础,也为卸压开采采场参数设计与优化提供了技术支撑.

摘要： 本文以煤层群开采为研究模型，运用岩石力学及采矿学等基础理论研究成果，揭示了卸压开采过程中上下覆岩层的活动规律;首采层开采对邻近煤层卸压、变形及煤层透气性的影响规律;以典型煤层群开采为实例，分析了煤层群开采过程中的围岩应力场、裂隙场以及瓦斯流动场之间的动态变化规律，在此基础上初步建立了煤层群卸压开采理论及瓦斯高效抽采的“高位环形裂隙体”理论及其判别方法。为煤与瓦斯共采理论发展以及工程实践提供了一整套科学的研究方法。

摘要： 本文应用调整区域回采顺序的方法，对程潮铁矿东西区结合部高应力区进行卸压开采分析，根据卸压机理结合工程实例对其进行数值模拟，分析在不同回采顺序中东西区结合部的应力分布特征，最后进行回采方案的优化。模拟实验结果表明，跨区域回采有效地利用了被跨区域矿岩的支承作用，回采时避开应力增高区。根据采面不断移动的特点以及回采系统优化的原则，将回采工作区始终处于应力降低区，最后达到卸压的效果。

摘要： 针对淮南矿区煤层卸压开采上覆煤层回采巷道围岩控制的技术难题,采用相似材料模拟研究了煤层群卸压开采动压影响条件下,复合顶厚度小于锚杆锚固范围、复合顶厚度与锚杆锚固范围相当、复合顶厚度大于锚杆锚固范围时巷道变形破坏规律,以复合顶厚度大于锚杆锚固范围的巷道安全状况最差,巷道变形破坏最严重,并通过数值模拟研究了下部煤层卸压开采巷道掘进前后采场应力时空演化规律,以及支护方式对巷道围岩的变形以及场和裂隙的影响,提出了采动巷道的控制原则和围岩控制技术,并成功应用于现场工程实践,为煤层群卸压开采技术全面推广提供了技术支撑,对深部煤巷支护技术发展具有很大的推动作用.

摘要： 应用在被保护巷道附近开掘专门卸压巷硐的方法，对程潮铁矿东西区结合部高应力区进行卸压开采分析，根据卸压机理结合工程实例对其进行数值模拟。分析东西区结合部的应力分布特征，采用开掘巷硐的方法进行巷道卸压。模拟实验结果表明，巷硐卸压促使采动引起的应力重新分布，使高应力区局部得到应力释放，最终使被保护巷道处于开掘卸压巷硐而形成的应力降低区内。

摘要： 采用“双端封堵测漏装置”探测了上行卸压开采时上覆岩层运动破坏的范围和裂隙扩展程度，同时采用RFPA数值分析软件对先行开采四层煤后对二层煤的卸压效果进行了预测，在此基础上综合考察了上位煤层的工作面顶板所处的应力环境和围岩稳定性，论述了采用上行卸压开采降低上位煤层工作面顶板应力的可行性；分析了二层煤条件下采用轻型综采支架的可行性并进行了支架选型；提出了工作面无矸石快速通过断层的新技术。上述技术方案的实施，彻底解决了深井破碎顶板的控制问题，实现了破碎顶板条件下工作面的安全、高效生产。

摘要： 针对低透高瓦斯煤层群安全高效开采技术难题,以淮南矿区为主要试验研究基地,研究应用岩石力学、岩层移动理论和"O"形圈理论,针对不同煤层和瓦斯地质条件,探索出一整套"开采煤层顶底板卸压瓦斯抽采工程技术方法",建立卸压开采"抽采"瓦斯和煤与瓦斯共采工程技术体系.研究"采场岩层移动规律、卸压瓦斯运移规律、卸压瓦斯富集区、开采煤层卸压范围以及开采煤层增压范围"科学规律,研究"首采层卸压瓦斯、上向卸压层瓦斯、下向多重卸压层瓦斯以及地面钻孔卸压瓦斯"理论与技术,形成系统、成熟的瓦斯抽采理论与技术.创新卸压开采抽采瓦斯理论和技术,解决了煤与瓦斯共采重大工程技术难题.

摘要： 本发明公开了切顶卸压无煤柱自成巷开采设计与评价方法，包括：采煤作业过程中同时掘出巷道空间；对掘出巷道进行围岩分区；确定各围岩区域的预应力支护参数和切顶参数；对顶板进行高预应力吸能支护，同时对顶板的采空区侧进行定向切顶；巷帮挡矸支护；巷道挡矸侧封闭，形成预留巷道；对预留巷道进行巷道稳定性评价指标的实时监测，基于自成巷道稳定性评价系统对预留巷道的稳定性进行实时评价；根据稳定性评价结果，对预留巷道进行优化处理。本发明实现了在工作面回采采煤的过程中同步形成巷道，并保障巷道稳定性，不留设煤柱，成本低，工作效率高，安全可靠，适于推广。

摘要： 一种用于确定倾斜厚煤层保护层开采卸压范围的方法，通过收集保护层及被保护层的位置、开采边界、煤层厚度、煤层倾角和煤层间距信息，结合煤层倾角判断煤层的最大有效保护垂距，若被保护层在最大有效保护垂距范围内，计算被保护层顶板巷及底板巷理论相对卸压高差，并在理论相对卸压高差内布置被保护层与保护层的顶板巷及底板巷，在保护层及被保护层的顶板巷与底板巷范围内分别布置多个压力传感器，分别将传感器记录的被保护层和保护层各巷道压力的最大应力分别取平均值确定各巷平均应力峰值，根据平均应力峰值验证被保护层是否达到卸压效果。本发明实现对被保护层与保护层间层位关系的清晰描述以及确定矿井保护层的卸压范围和实际卸压效果的验证。

摘要： 本发明提供了一种盘区矿柱超前卸压嗣后充填开采方法，包括以下步骤：分块：将矿柱在高度方向上按照设定的高度分为若干阶段，将每个阶段沿所述矿柱的走向按照设定的尺寸分为若干矿块；卸压：在每个阶段由中间位置分别向两侧逐个矿块卸压爆破，每侧由第一阶段向最后一阶段逐层超前其后一阶段至少一个矿块进行卸压爆破；回采：在每阶段由中间位置分别向两侧逐个矿块回采矿石，每侧已卸压爆破的矿块多于已采出的矿块；充填：所述矿块采出矿石后立即用尾砂和水泥胶结充填。利用上述方法逐层超前其后一层卸压爆破，实现了安全高效的回收矿柱。

摘要： 本发明公开了切顶卸压无煤柱自成巷开采设计与评价方法，包括：采煤作业过程中同时掘出巷道空间；对掘出巷道进行围岩分区；确定各围岩区域的预应力支护参数和切顶参数；对顶板进行高预应力吸能支护，同时对顶板的采空区侧进行定向切顶；巷帮挡矸支护；巷道挡矸侧封闭，形成预留巷道；对预留巷道进行巷道稳定性评价指标的实时监测，基于自成巷道稳定性评价系统对预留巷道的稳定性进行实时评价；根据稳定性评价结果，对预留巷道进行优化处理。本发明实现了在工作面回采采煤的过程中同步形成巷道，并保障巷道稳定性，不留设煤柱，成本低，工作效率高，安全可靠，适于推广。

摘要： 本发明属于煤层瓦斯抽采技术领域。涉及一种近距离薄煤层群上保护层开采邻近层卸压瓦斯抽采方法，根据煤岩体破碎前的应力、裂隙、渗透率之间的关系，建立卸压瓦斯三维渗流模型，并根据煤体渗透率的大小，利用卸压瓦斯三维渗流模型将被保护层下的煤层划分为近场、远场及其它区域，针对不同区域采用不同的瓦斯抽采方式，以减少煤层中瓦斯涌出到上保护层工作面。本发明对近场内的煤层采用大直径顺层定向钻孔全覆盖抽采卸压瓦斯，远场内的煤层采用穿层钻孔层间卸压抽采卸压瓦斯，其它区域的煤层不进行瓦斯抽采；实现了近距离薄煤层群上保护层开采过程中邻近层瓦斯有效抽采与截流，有效控制上保护层开采过程中工作面瓦斯涌出，实现安全回采。

摘要： 本发明为急倾斜矿体开采的采空区处理与卸压开采方法，使采空区上盘和下盘在深部待采矿体以上形成一个以上盘沿脉巷道及下盘沿脉巷道的外侧完好围岩为拱脚的免压拱，从而消除上部开采形成的采空区而造成的地压危害；并通过上盘沿脉巷道及下盘沿脉巷道底板的下向垂直深孔爆破形成的塑性化带，进一步削弱高水平应力对深部待采矿体的影响，最终达到深部卸压开采的目的。

摘要： 本发明的钻、压、振三位一体卸压开采煤层气方法，采用已知工具技术逐一对布置的振动孔(2)孔位和压裂孔(3)孔位实施钻孔作业，然后在压裂孔(3)上，采用外径与压裂孔(3)孔径相匹配的压裂设备，以高于地层破裂压力对煤层(1)进行压裂作业，压裂结束后，开启振动设备使其在振动孔(2)内以适当的振动频率实施持续振动作业，同时，在压裂孔口上换上产气设备，利用常规方法对煤层(1)进行卸压抽放煤层气。本发明改善了煤层(1)中煤层气的流动状态，同时，使煤层受到交替变化的拉应力和压应力作用，有利于煤层气从微孔隙解吸、扩散和流动，为煤层(1)内部卸压、煤层气释放和流动创造了良好的条件，增加了煤层气的抽采效率。

摘要： 本发明公开了一种煤层气水平井塌孔造洞穴卸压开采模拟试验系统，由煤系地层结构重构与相似材料模拟子系统模拟构造煤储层；由压力脉动激励卸压模拟子系统实现水平井压力脉动激励和应力释放，并水力驱替煤液气混合物向直井段运移；由电模拟子系统实现相似材料内电场分布的检测，由产出物分离检测子系统进行煤、液、气的分离并称重，由数据采集控制子系统实时检测、控制装备运转和实施过程。本发明能够实现模拟松软构造煤储层水平井塌孔造洞穴及应力释放，模拟气‑液‑固三相在卸压空间内的运移特征，模拟产出混合物的分离过程，得到煤层卸压与气体解吸变化规律、煤系地层激励卸压后复杂渗流场与水平井段流动动态规律。

摘要： 本发明为急倾斜矿体开采的采空区处理与卸压开采方法，使采空区上盘和下盘在深部待采矿体以上形成一个以上盘沿脉巷道及下盘沿脉巷道的外侧完好围岩为拱脚的免压拱，从而消除上部开采形成的采空区而造成的地压危害；并通过上盘沿脉巷道及下盘沿脉巷道底板的下向垂直深孔爆破形成的塑性化带，进一步削弱高水平应力对深部待采矿体的影响，最终达到深部卸压开采的目的。

摘要： 本发明的钻、压、振三位一体卸压开采煤层气方法，采用已知工具技术逐一对布置的振动孔(2)孔位和压裂孔(3)孔位实施钻孔作业，然后在压裂孔(3)上，采用外径与压裂孔(3)孔径相匹配的压裂设备，以高于地层破裂压力对煤层(1)进行压裂作业，压裂结束后，开启振动设备使其在振动孔(2)内以适当的振动频率实施持续振动作业，同时，在压裂孔口上换上产气设备，利用常规方法对煤层(1)进行卸压抽放煤层气。本发明改善了煤层(1)中煤层气的流动状态，同时，使煤层受到交替变化的拉应力和压应力作用，有利于煤层气从微孔隙解吸、扩散和流动，为煤层(1)内部卸压、煤层气释放和流动创造了良好的条件，增加了煤层气的抽采效率。