为解决高应力软岩巷道支护难题,以北京长沟裕矿为研究背景,在分析巷道围岩破坏特征的基础上,提出了置孔释压刚柔耦合一次成巷技术,将释压材料放置于大刚度支架背部与柱脚处,形成围岩与支护的耦合作用。利用FLAC3D数值模拟技术,对比分析原支护方案与置孔释压支护方案。研究结果表明:置孔释压支护方案能够有效释放巷道围岩高应力,巷道围岩基本处于...
以萍乐坳陷上二叠统乐平组煤系为例,探讨煤层气、页岩气联合开采的可行性。研究表明:①煤系是煤层气、页岩气联合开采的重要物质基础,有机质为腐殖型干酪根与腐泥-腐殖型干酪根的地层对于煤层气、页岩气在空间上的叠置具有重要控制作用;②依据上二叠统乐平组岩性组合,在研究区归纳出2种气藏模式:页岩气为主兼煤层气和煤层气、页岩气兼探复式气藏...
通过UDEC软件阐明了坚硬顶板垮落6种运动形式,建立了顶板垮落的碰撞及摩擦计算模型,结合新集二矿121109工作面条件,得到了该工作面坚硬顶板垮落碰撞时碰撞速度及摩擦时摩擦力的分布区间。研究结果表明:121109工作面在推进过程中石英砂岩直接顶可能经历直接回转、二次回转、双向回转等垮落运动形式,且顶板垮落碰撞时碰撞速度区间理论值为2.78~8.3...
运用FLAC^3D分别建立了硬-软-硬、软-硬-软、均质硬岩和均质软岩4种顶板结构的数值计算模型,获得不同顶板结构对底板变形破坏特征的影响特征。研究结果分析表明:均质硬岩顶板类型的底板破坏深度最小,底板应力变化较平缓;软-硬-软和硬-软-硬顶板组合的底板破坏程度略大于前者;而均质软岩顶板组合的底板内易形成高应力区,位移变化最小。
赵家坝煤矿陷落柱为导水型陷落柱,走向长48 m,支护非常困难。初期掘进过程中采用了架11~#工字钢加工的金属"碗口"厢加浇筑混凝土墙联合支护方式,后期巷道底鼓严重,工字钢金属厢支护变形量最大达1200 mm,原支护失效。针对支护薄弱点,对支护方式进行多次优化,采取了50 kg/m轨道钢重新架金属厢加浇筑混凝土墙联合支护,有效地解决了厢体抗弯刚度及巷...
根据研究区地质资料和生产数据,采用三维地质建模和数值模拟的方法,对研究区生产井进行了生产数据分析和历史拟合,研究了不同孔隙度、渗透率、储层厚度、井间距、排水速率、排采时间和井底流压条件下的储层压力扩展动态,分析各因素对压降传播的影响,研究认为:孔隙度偏小、渗透率偏大、储层厚度偏小、井间距偏小、排水速率偏大、排采时间偏长和井...
通过分析确定小煤柱沿空掘巷掘进期间支护方案和回采期间支护方案,此方案能够提高煤炭回采率,减少支护材料费用的投入,增加材料的重复利用率,减少单体液压支柱的损坏,产生了很好的经济效益和社会效益。
大断面煤巷围岩变形控制参数设计已成为能源开采领域亟待解决的难点之一。根据王庄煤矿胶轮车大巷2的地质条件,采用FLAC3D软件构建了数值计算模型,深入研究了不同锚杆锚索预紧力和锚杆数量对巷道围岩变形的影响规律。结果表明:锚杆、锚索预紧力分别控制在200~250、60~80 k N能在围岩表面形成有效压应力带;顶板采用3根锚杆、帮部2根锚杆、200 kN...
21002综采工作面在掘进期间揭露落差达19 m的正断层,在回采过程中,该断层走向与工作面推进方向成54°夹角。为了减少该断层对工作面回采工作的影响,工作面设计采用缩面回采的方式过断层,机头段继续向外推进,减少缩面搬家的设备拆除和安装的工作量,通过缩面或搬家跳采方式躲过该断层影响区域。
以北埠煤矿为工程依托,对不同开采顺序下采空区上覆地层变形规律展开分析,并得到结论:(1)开采煤层总数相同,采空区的影响范围与煤层开采顺序无关,且不同开采顺序引起的地表最大变形位置相同;(2)通过模拟不同开采顺序条件下上覆岩层的变形情况,可以得到多煤层的最佳开采顺序为由中间层至上下层;(3)首采煤层一定时,二采煤层上覆岩层越薄,采空区引...
采用蒙特卡罗法建立基于瓦拉文公式与富勒级配曲线的随机骨料模型,运用ABAQUS模拟混凝土单轴受压与受拉的破坏过程,探讨尺寸与骨料粒径对连续级配混凝土试件的力学性能的影响。结果表明:同级配骨料粒径差异过大会降低试件强度;粒径差异相同情况下较大粒径搭配的试件的力学性能更接近真实情况;骨料粒径小且数目多使骨料分布更加均匀能够提高试件...
以活性炭为基体吸附癸酸-正辛酸制备相变储能骨料,研究了不同掺量的活性炭骨料、其储能骨料及粉煤灰对混凝土抗压和抗拉性能的影响,以及不同掺量的硅粉对活性炭储能骨料与粉煤灰双掺混凝土的抗压和抗拉性能影响。试验结果表明:活性炭骨料和粉煤灰的掺入会降低混凝土强度。当单掺活性炭骨料在5%~10%,混凝土的抗压和抗拉强度损失率不超过10%;当单...
对高温处理后的砂岩进行单轴压缩实验,同步测试了砂岩受载过程的声发射信号,研究了声发射信号的时频特征。结果表明:不同温度处理后,声发射能量和计数在受载后期变化较明显,声发射事件数在受载过程中变化较大。高温处理后,砂岩变形破裂声发射信号符合R/S统计规律,声发射信号具有分形特征。不同温度处理后,砂岩变形破裂声发射主频带分布不同,幅值...
矿井生产过程中,顶板周期性来压对矿井生产的危害特别大。通过模拟在综采过场中一次采全高的生产过程。通过对巷道顶板竖直方向上的压力及其位移分析,得出随工作面推进过程中,随着工作面的周期性来压,巷道的破碎情况。结合理论计算,为矿井生产,提供理论指导。
为获取三交河矿区巷道围岩强度,利用WQCZ-56型围岩强度测试装置对11-202工作面所设测站的围岩岩体进行了强度测试。为巷道的支护设计提供了数据基础,提高了巷道支护的合理性与可靠性,改善了巷道的支护情况。
针对石圪台煤矿某综采工作面过上覆集中煤柱过程中矿压显现剧烈,易发生压架事件的现象,在矿山建立微震监测系统,采取拾震器加密安置和立体化监控方案,来进行工作面来压预测,以保证矿山安全高效生产。详细介绍了在石圪台煤矿微震监测系统的安置、安装与调试,并对监测预期成果作了分析,为以后监测系统在矿山中的应用以及过上覆集中煤柱时对围岩的...
采用X射线、光谱半定量分析、化学分析等分析技术,对青东井田早二叠世含煤地层能指示沉积环境的矿物和微量元素做了系统测试分析,采用GB/T 14506.28-2010《硅酸盐岩石化学分析方法》和X射线荧光光谱法测定黏土矿物、轻重矿物以及微量元素的含量,并探讨了黏土矿物、轻重矿物、硼含量、锶、钡含量和锶钡比值(Sr/Ba)以及其他元素的含量和比值对沉积...
借助电感耦合(ICP~MS)现代分析方法,对遵义吴家寨背斜煤层元素地球化学特征进行了系统研究。结果表明:煤中稀土元素分配模式曲线呈明显的左高右低(或)右近于水平的的宽缓的"V"字形,且存在明显的Eu负异常,说明煤中稀土元素主要来自陆源物质的供应。该区轻、重稀土有明显的分离,轻稀土元素相对富集,煤中稀土元素ΣREE平均值明显高于全国煤中ΣREE平...
建立了三维煤系地层模型,探讨了槽波的形成条件、吸收衰减模型和辐射衰减模型,分析了围岩横波速度、围岩密度及煤层厚度对接收槽波的影响。仿真结果表明,对称模型中槽波能量主要集中在煤层中,以煤层为中心呈对称分布,煤层与围岩分界面处槽波能量迅速衰减。随着传播距离的增大,激发出更高的频率分量,频谱展宽,幅值衰减。非对称模型中围岩速度不同...
为了解决越来越复杂的煤矿采区地质构造等问题,常规三维地震勘探技术在局部地区已不能满足煤矿开采勘探精度的要求,而全数字高密度三维地震勘探技术在安微淮南、淮北,山西晋城,内蒙中部和陕北等地的矿区已逐步开始应用。全数字高密度三维地震勘探技采用数字检波器,采用宽方位角、小面元、高覆盖次数的三维观测系统,加上针对性的处理与解释流程从...
针对玉山井田101煤层距离奥灰岩溶裂隙含水层距离较近,存在底板突水威胁的现状,在收集地质钻孔资料基础上,编制了101煤层底板至奥灰顶板间距等值线图、101煤层底板奥灰水压等值线图、101煤层底板奥灰突水系数等值线图、101煤层底板奥灰突水危险性分区图,计算了受奥灰突水威胁的101煤层安全开采标高,得出了玉山煤矿开采101煤层发生奥灰含水层底板...
露天矿采场安全现状评价反映了采场实际安全生产的现状,也是提高被评价采场在生产过程中的本质安全程度及安全管理水平的重要手段。结合采场实际,基于云模型理论,建立综合评价指标体系,采用逆向云与正向云生成器,对评价指标体系进行评价,构建包含岩层的稳定性、防排水系统等9个指标组成的综合安全评价指标体系,利用专家打分法和MATLAB软件对数据...
利用三维荧光光谱(Three-dimensional fluorescence spectrum)对新集矿区地下水中溶解性有机质(DOM)特征进行分析,结合TOC和UV254来判断地下水中有机物的来源,以此进行含水层的识别。结果表明:地表水的可溶性有机质含量最高;松散层水中主要出现Ⅱ区荧光峰,含少量Ⅲ区的类富里酸荧光峰,且峰值比地表水低;砂岩裂隙水中砂岩裂隙水存在特殊的有机物...
分析了壁式废弃采空区地表残余变形特征:地表分布呈中部大、边缘小的似盆形,残余沉降速度呈现周期变化,结合覆岩结构特征揭示其残余变形的产生机理;随后阐述了废弃采空区稳定性评判的4种常见方法,在归纳总结相关文献资料的基础上,剖析出上述4种方法优缺点及其未来发展趋势;最后将再建工程归纳为高耸建(构)筑物和线形交通设施2类,阐明地表残余变...
煤作为一种多孔介质,含有瓦斯的形式是表面吸附,较高的瓦斯含量说明煤中具有较高的吸附潜能。吸附瓦斯转化为游离状态后,才能释放出破碎和抛出煤的能量,因此瓦斯解吸过程对煤与瓦斯突出起到重要作用。从能量的角度,基于煤样的冲击破碎实验,得到煤体破碎功新的数学模型,对煤与瓦斯突出的预测与防治,具有重要的理论价值。
针对高瓦斯低透气性煤层效率低,提出CO2相变致裂爆破增透技术来提高抽采效率。通过理论分析和FLAC3D数值模型研究分析液态CO2相变致裂爆破煤层增透效果,并进行了现场试验,结果证明:当爆破参数为CO2爆破器间距5 m、爆破孔间距7.5 m,此时多孔连续爆破煤层增透效果最好;爆破后煤体透气性距爆破孔由远及近的变化规律为非线性增加。1312材料巷实施液...
含黄铁矿煤样升温氧化分析对揭示新集二矿含黄铁矿顶板冒落摩擦升温氧化及自燃特性具有重要理论指导意义。进行了黄铁矿程序升温氧化、含硫黄铁矿程序升温氧化及含黄铁矿煤样程序升温氧化3组实验,得出了黄铁矿煤样升温氧化过程样品的温度变化规律及自燃条件。研究结果表明:黄铁矿升温氧化临界温度约75℃,含硫黄铁矿升温氧化的临界温度约60℃,黄...
针对InSAR技术受空间和时间基线的限制,多数情况下难以获得连续沉降场的问题,基于SBAS-InSAR时序分析技术,以兖州矿区为实验区,对2008年1月20日至2010年9月26日C波段的ASAR数据进行处理,获取了兖州矿区的地表形变信息,生成了沉降图及其平均沉降速率图,直观地反映了矿区地面沉降过程,并对结果进行了分析。结果表明,SBAS-InSAR时序分析技术可以有...
叙述了国内外甲烷氧化菌的研究现状,包括好氧型和厌氧型的氧化机理及其菌种的优化培养。重点分析了现实应用中存在的问题,以期使煤矿瓦斯的治理窗口前移,为下一步更快捷解决瓦斯问题提供一些参考。
为抑制煤堆粉尘,提出了由聚氧化乙烯(PEO)和十二烷基硫酸钠(SDS)组成的胶粘剂技术。运用表-界面张力仪、流变仪分别对胶粘剂的表面张力、黏度进行了测试,利用吉布斯(Gibbs)吸附等温公式对溶液分子吸附性质进行了定量分析,得出复配体系为SDS-0.5wt%PEO的胶粘剂具有较好的煤尘湿润性;运用扫描电镜观察了胶粘剂抑制煤堆风干后的表面形态,发现PEO与S...
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