随着我国煤炭资源开发逐步向深部发展,巷道地质力学环境日趋复杂,给巷道支护提出了严峻的挑战。针对我国目前巷道支护中存在的主要支护难题,分别论述了高应力巷道、软岩大变形巷道、冲击地压巷道的围岩变形破坏特征,提出了相应的支护对策,并对每种类型的难支护巷道给出了近期研发的典型支护新技术。
基于郭家河煤矿1305工作面回风巷围岩破碎严重、巷道变形大的开采现状,综合运用现场实测、矿压理论、断裂力学及数值模拟等多种方法,对工作面进入侧方采空区支承压力影响范围前后的巷道围岩变形与破碎状况、侧方覆岩空间结构运动规律、合理区段煤柱宽度等进行了分析。研究结果表明：侧方采空区影响下,临空巷道表面变形量与围岩破碎程度显著增加;...
以某矿13煤及以上150m岩层作为研究对象,根据相似模拟原则,进行平面应力相似模拟实验,重点分析了煤层开采且充填完成后覆岩达到稳定状态时的位移和应力变化及特点。通过实验分析,40%宽窄条带间隔充填能显著控制亚关键层基本顶和主关键层的下沉,从而控制覆岩整体运动,使其保持准静态状态;宽窄条带间隔距离小,形成几何不连续、工程效果连续的80m等...
在断层影响下,覆岩的破断形式以及应力分布等都将发生变化。为分析断层对覆岩应力演化的影响,采用FLAC3D数值计算方法,以某矿的断层赋存特点为工程背景,模拟分析了下盘工作面向正断层推进过程中工作面超前支承压力与弹性应变能分布规律。研究结果表明：由于断层带的存在,阻隔了覆岩的应力传播。随着工作面逐渐接近断层,工作面超前支承压力与弹性...
针对大倾角双坡向煤层赋存特点,采用数值模拟方法对3206工作面前方煤壁支承压力分布和支架支护强度对煤壁稳定性影响进行了分析;分析了大倾角双坡向综放开采煤壁片帮冒顶的主要因素;根据煤壁片帮冒顶特征,并结合数值模拟结果,制定了改善支架工况、工艺参数优化、煤体加固一体化的煤壁片帮综合防治技术,在实际回采过程中取得了较好的应用效果,有...
为了研究夹矸对煤层槽波特征的影响,从理论上推导了含夹矸煤层模型的Love型槽波频散方程。通过建立不同地层模型,研究夹矸的厚度、位置、速度变化对槽波特征的影响规律。研究结果可为槽波实际资料的分析、埃里相识别、数据处理提供参考依据。
采用反射共偏移地震勘探技术,对陈蛮庄煤矿3404工作面矿井地质异常带进行探测。通过利用相同道间距多次覆盖观测系统进行数据采集,压制干扰波,提高信噪比,保留了原始地震资料的动力学以及运动学特征。根据后期打钻验证,探测区3404工作面内的地震反射异常条带实际为DF24断层网面内发育的隐伏断层构造。预测结果真实地反映了工作面内实际地质构造...
大倾角工作面两巷掘进布置及端头支护方式对维护端头区安全作业空间、保证工作面正常推进具有重要意义。对比分析了大倾角工作面两巷多种掘进布置方式和几种常见端头支护方式的优缺点,介绍了影响巷道布置的几个关键要素,提出了大倾角端头支护原则,为合理确定巷道布置、巷道断面尺寸及端头支护方式提供了依据和可行方法。
基于浅埋深薄基岩较薄煤层解放层开采存在开采强度大、装机功率大、过机空间小等特点,通过分析围岩特性合理确定液压支架支护强度,优化三机配套,保证装备功率条件下降低采煤机机面高度。在液压支架设计中采用缩短顶梁长度、保证初撑力、提高切顶力等措施对顶板进行有效控制;在浅埋深薄基岩1.6m采高开采实现了日产万吨的目标。
介绍沙章图矿井1905S大倾角大采高煤层条件下工作面综采设备关键数据的确定,指出大倾角大采高配套问题及配套设备数据的互换性,分析大倾角大采高支架的防滑调整要求,在大倾角工作面情况下,MG650/1710-WD采煤机通过加大牵引电机功率、行走机构齿轨轮节距、改进导向滑靴和齿轨轮来提高行走机构的可靠性。
张双楼煤矿9421综采工作面地质条件复杂,面内重型设备回撤拆除难度大,为此应用回撤平台、回撤运输车、装车机构和四角道总成等技术装备,实现了拆除工艺机械化,降低了拆除难度,提高了回撤效率和安全可靠程度,保证了工作面安全收作。
简述了智能反冲洗高压过滤站在综采工作面的位置及其作用,通过图示详细描述了智能反冲洗高压过滤站的过滤功能原理、反冲洗功能原理以及定时、定压差两种全自动控制原理,简要说明了智能反冲洗高压过滤站的构成部件,总结了目前主流智能反冲洗高压过滤站的控制模式,最后就智能反冲洗高压过滤站在应用过程中存在的一些问题提出了改进意见。
针对宏亚煤矿输电线路压降大的问题,通过分析煤矿常用供电方案的优缺点,提出了采用线路自动调压器的解决方案：采用10k V线路自动调压器,实现自动调压,电压调整范围为-5%~＋15%。并给出了线路自动调压器应用于煤矿的原则性供电方案。
煤矿井下的喷射混凝土作业是锚喷支护的重要组成部分,经历了干喷、潮喷、湿喷发展过程。而湿喷技术设备投资大、结构复杂,操作与维修技术水平高,不易维护使用。为此,依据行业标准,以PC6Ⅰ转子式喷射机为本体,通过增加转子体直径以及上料部分和拉紧系统的优化设计,使矿用转子湿式混凝土喷射机组从使用工艺和技术上有效地解决工人作业环境差、粉尘...
采用数值模拟和工程实践相结合的方法,揭示了沿空留巷围岩应力分布规律和稳定机理,得出了煤层越薄,煤体承载力越强,越不容易产生应力转移,应力峰值距离工作面煤壁距离约为2.5m等结论,为沿空留巷支护设计提供理论依据。通过分析不同充填体参数,得出宽度1.2m时的巷旁支护体承载变化规律,实现对基本顶稳定性的控制。分析了薄煤层沿空留巷围岩-充填...
以某矿回采巷道为例,测试了断层附近地应力大小和方向,与不受断层影响处测试结果进行比较,得出断层对地应力大小和方向影响显著,分析了平行大断层时深部巷道顶板下沉量小、两帮移近量大进而引起严重底鼓的变形特征,得出巷道围岩应力值相对围岩强度大且初期支护强度较低的变形机理,提出＂强帮快支＂的巷道支护技术,把该技术成功应用于井下,取得显...
以麻家梁矿4号特厚煤层强采动巷道支护为背景,采用现场实测、数值模拟方法分析了14103辅运副巷在相邻14102工作面回采过程中的原岩应力场、采动应力场和支护应力场构成的综合应力场演化规律。原岩应力测试结果表明：麻家梁矿4号煤层顶板岩层原岩应力从量值上属于高应力,原岩应力方向为N30.6~52.1°W;基于原岩应力,分析得出采动应力从14103辅运副...
为解决多次动压影响下小煤柱巷道支护的技术难题,针对漳村煤矿2205回风巷受多次动压影响、矿压显现明显的特点,分析了其变形破坏因素,模拟研究了2205回风巷掘进动压、2203工作面超前支承应力、2203采空区侧向支承应力及2205工作面超前支承应力对巷道的影响,提出了2205回风巷围岩控制方案。研究结果表明,采用全长预应力锚固强力锚杆锚索组合支护...
综采工作面过陷落柱等地质构造,传统方法是以上木料接顶辅助支架控制工作面顶板围岩的稳定性,在传统技术工艺基础上探索出了一种柔性支护技术方法,其核心是用金属网与钢丝绳组合而成的网状结构对顶板围岩形成整体控制。实践表明,该柔性支护技术对综采面过地质构造能表现出极佳的优越性并带来巨大的社会经济效益。
为了研究高水材料短壁机械化充填采煤法的地表沉陷规律及地表沉陷控制效果,以某矿区试验工作面地表沉陷数据为基础,研究了短壁机械化充填开采的地表移动与变形规律,分析了影响地表沉陷的主要因素,评价了地表沉陷控制效果。结果表明,短壁机械化充填开采地表沉降变常规开采的一次沉降为分阶段的缓慢沉降,采用该方法在埋深230m,采高2.5m的近水平煤...
针对黄土覆盖矿区＂三下＂压煤量很大的现象,提出了一种基于非连续推进的长壁工作面来控制地表沉陷的开采工艺,即通过在工作面推进方向上留设合理的间隔煤柱,并适当调整工作面的开采宽度,以使地表形成双向极不充分采动,从而达到控制地表沉陷、保护建筑物的目的。并利用该方法确定开采宽度和煤柱宽度,采用数值模拟计算进行地表移动、变形大小及煤...
根据某煤矿工程地质条件,确定采用矸石胶结巷旁充填体进行留巷。为了寻求承载性能优良、可缩性好、留巷成本低的矸石胶结巷旁充填材料,对充填料的配比进行了实验优化研究,根据对试样力学性能的分析,获得了最优的充填料浆配比为水泥∶粉煤灰∶砂石∶矸石骨料∶水=3.7∶1∶3.8∶29.6∶9.5,早强剂用量为整体质量的1.2%。同时对该材料配比的充填体试...
为了解决某煤矿某开采块段村庄压煤问题,通过综合分析,认为条带开采具有现实可行性,并进行了条带开采采留宽尺寸设计,提出了满足条件的开采方案。通过比较连续采煤机条带式＂旺格维利＂采煤法及短壁采煤机开采的适用条件、应用范围,并进行了经济效益分析后,认为短壁采煤机具有更好的适用性。为其解放村庄压煤探讨了新的途径,可供类似开采条件的...
针对纳林河二号煤矿31101富水顶板大采高综采工作面涌水情况,分析了工作面涌水与工作面矿压以及顶板岩层结构之间的关系。通过理论计算得出了关键层层位,认为基本顶及其控制的上覆岩层和关键层Ⅱ及其控制的上覆岩层共同组成了＂复合悬臂梁—复合铰接岩梁＂结构。计算得出关键层Ⅱ的初次断裂步距为210.3m,周期性断裂步距为101.1m,与现场实际矿压...
针对我国煤矿顶板事故多发及顶板事故预警分析空白的现状,设计了一种集互联网技术、软件开发技术、CAN总线技术、矿压理论及实践研究成果于一体,同时具有数据融合分析及预警功能的煤矿顶板灾害监测预警系统;详细介绍了预警系统的设计思路、系统构成、软件开发及应用效果。实际应用表明,预警系统可以实现对煤矿顶板灾害灾前征兆信息的有效捕捉,可...
针对神东矿区顶板岩层强度不高、厚度较大、稳定性和整体性较好的特点,开展了水力压裂技术在神东矿区初次放顶中的应用研究。根据神东矿区顶板岩层特点和初次放顶存在的问题,选取神东锦界煤矿31405工作面为水力压裂初次放顶试验点,采用岩层结构调研、井下试验及监测相结合的方法,研究了压裂对顶板岩层的弱化及初次垮落的作用。监测结果表明,压裂...
针对煤矿底板采动突水过程中采空区底板破坏的不同阶段突水量存在明显差别的特征,根据损伤岩体的流固耦合作用,应用RFPA^2D-flow数值模拟软件,结合回坡底煤矿11号煤层开采工作面的具体工程地质条件,对在采动应力和承压水压力联合作用下底板的损伤、破坏直至突水的全过程进行了数值模拟研究。通过对工作面推进过程中底板的破坏过程、应力变化和渗...
根据五轮山煤矿8煤的高变质煤质特征和瓦斯突出情况,采用顺层钻孔预抽本煤层瓦斯、采空区埋管抽采和高抽巷抽采上临近层及采空区瓦斯的治理措施,对各抽采措施的对比分析表明,高抽巷和穿层钻孔对采空区和裂隙区以及上邻近层卸压瓦斯的抽采是最有效的瓦斯治理措施。高抽巷的抽采浓度是顺层钻孔的3倍左右,而抽采纯量远高于其他抽采措施。高抽巷抽采...
针对张集矿8煤层瓦斯压力高、瓦斯涌出量大和煤层透气性系数低等特点,为掩护煤巷安全快速掘进,基于煤层瓦斯流动与赋存特性及预抽钻孔的优化布置,采用底板穿层钻孔预抽煤层瓦斯消突技术。现场研究表明：钻孔预抽40d后,煤层残余瓦斯压力为0.42MPa,残余瓦斯含量为2.80m3/t,分别下降了59.6%和38.2%;累计抽采瓦斯达6.4×104m3,抽采率达到38.22%,抽采...
针对蒋庄煤矿坚硬煤层注水难的问题,为了提高注水渗透效率,引进CO2爆破致裂技术,利用瞬间释放高压气体,迫使煤层内部封闭裂隙相互沟通,形成可使水渗透到煤体内部相互关联的孔隙-裂隙网,从而起到提高煤层注水效率和软化煤层的效果。试验结果表明：采用CO2爆破致裂技术后,钻孔周边有效松动致裂范围明显增大,爆破致裂半径增加3~5m,注水后煤层含水率...
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