对深部矿井红阳二矿瓦斯突出防治中的难题进行了分析,针对井下条件开展了水力压裂增透防突技术研究。对水力压裂钻孔注水量、注水压力、钻孔布孔方式等参数进行了设计,通过考察注水时间、保压效果等参数对水力压裂注水效果,提出了影响水力压裂注水效果的关键因素;通过水力压裂后压裂影响范围内3个关键区域瓦斯抽采量与未压裂区域的对比考察,对水力压裂增透范围和增透效果进行了分析。从增透范围和增透效果看,水力压裂技术提高了煤层透气性,增加了煤层瓦斯抽采量,加快了煤层消突速度,保证了煤矿的采掘接替和安全生产,对相似条件的深部矿井瓦斯突出防治工作具有较好的借鉴作用。

为了使长平矿4310工作面矩形巷道在动载荷影响下能够安全快速的通过断层组破碎带，以及保持后期回采过程中巷道的稳定，在对断层受力分析的基础上，研究了工作面回采中的矿山压力与正断层上盘正应力之间的关系，并运用岩体超低摩擦效应理论和动载应力波理论研究了动载荷对断层破碎带的影响，并提出了巷道过断层的相应安全措施。研究结果表明：正断层上盘作用于下盘的正应力与回采产生的矿山压力相互作用形成应力集中导致破碎带多次扩展，动载荷使破碎带岩体失稳且造成塑性区损伤破坏；在断层破碎带采用超前预注浆改善岩性后，巷道以挖底的形式穿过正断层破碎带，使较低的应力作用于破碎围岩且使巷道穿过较小破碎带；加强支护以主被动联合支护为核心，在注浆加锚网带支护的基础上，施以合理的金属支架缓冲载荷、提高围岩强度；其底抽三巷3个断层加强支护范围分别为40、40、50 m，回采巷道见破碎发育支护即可。

微震监测系统是目前预测矿井灾害效果最好、最有发展潜力的监测技术之一。基于微震监测系统对深井工作面终采线合理位置进行探讨。结果表明:微震监测定位能够确定一定区域内高应力增高区的范围与程度,反映工作面超前支承压力分布特征,进而确定工作面终采线合理位置;7425工作面超前支承压力影响范围为118 m,建议-1 000 m西一下山采区工作面终采线距离前方下山巷道120 m。研究成果可为深部开采工作面终采线优化布置和煤岩动力灾害防治提供借鉴和指导。

为了合理确定大采高综采工作面覆岩"两带"高度,采用微震监测技术探测顶板覆岩破断特征,从走向和倾向两个方面来分析微震事件分布规律,从而确定了大采高综采面"两带"的高度:垮落带高度约20m,裂缝带高度约45m。研究认为基于微震监测的大采高综采面覆岩"两带"探测方法可行,很好地解决了覆岩破坏实测难题。

为更加准确地探测采空积水区范围,根据采空区积水对安全生产的影响程度,突出水患调查重点区域,采用多种物探手段开展采空积水区水患调查和勘查工作。从基本原理和数据处理方面对瞬变电磁法与激发极化法进行了介绍,通过工程案例分析,对这两种方法在采空积水区探测方面的应用效果进行了探讨。研究结果表明,采用瞬变电磁法与激发极化法进行综合探测与解释,所推断的采空积水区范围更为准确,钻探验证结果与推断情况较为一致。

煤层剥离后煤层底板泥岩易风化,强度明显降低,对陡帮顺倾边坡稳定性影响很大,非常有必要进行此方面的研究。以某露天矿采场南帮典型剖面为例,进行了露天矿开采过程中边坡的稳定性分析,得到了受泥岩风化影响的露天矿边坡稳定性特征,进行了露天矿采场陡帮顺倾边坡稳定性评价,对露天矿安全开采及陡帮顺倾边坡治理具有重要的指导意义。

通过分析胜利露天矿地层产状、岩性以及含水层分布等情况,按涌水点位置不同因地制宜的提出了采场外围提前降水、采场工作面水仓集水疏干、三站式抽洒水、内排土场过滤器虹吸排水系统、端帮大口井疏干水利用系统、高危边坡地段无线远程排水控制系统,在治理水害的同时变害为宝,实现疏干水的综合利用。

针对扎哈淖尔露天矿采场南帮边坡稳定现状,从水文地质、地质构造、采矿条件等影响边坡稳定的因素进行分析,提出了防滑坡治理建议措施。

为了实现瓦斯的高效抽放,解决煤与瓦斯的安全共采问题,采用相似模拟试验和岩石破裂分析系统(RFPA2D)数值计算方法,研究受采动影响的上覆岩层裂隙发育规律和瓦斯渗流规律。结果表明,随着开采工作面推进,顶板出现周期性垮落,老顶垮落步距约为12m,其顶板破断角度约为50°,工作面和切眼上方裂隙发育基本对称,覆岩下沉曲线整体呈左右对称碗状;在卸压带内,煤体膨胀变形生成的大量次生裂隙,增加了煤体的渗透性,覆岩横向离层裂隙和竖向破断裂隙的动态发育变化,为实现煤与瓦斯的共采创造条件。为进一步理解采动影响下煤与瓦斯共采提供了理论基础和科学依据。

应用FLUENT软件建立了综放面采空区瓦斯渗流的三维数值模型,通过数值模拟对比分析了没有瓦斯抽采和有瓦斯尾巷抽排两种情况下的综放面采空区及其上覆岩层内的瓦斯渗流分布规律,通过现场验证,分析了瓦斯尾巷在实际应用中的效果,模拟结果和实际效果较吻合,使工作面达到了安全生产的要求。