煤矿冲击地压源头防治理论与技术架构

我国煤矿安全状况虽持续好转,但煤矿冲击地压灾害的影响却愈发严重,仅近5 a就发生了8起冲击地压事故,累计死亡48人。我国煤矿冲击地压防治多为“头痛医头、脚疼医脚”,冲击地压发生源头、孕灾机理不清。同时,以山东巨野、兖州等煤田为代表的东部充分采动矿井,具有开采深度大、采动影响因素复杂等特征;以内蒙古鄂尔多斯和陕西彬长矿区为代表的西部非充分采动矿井,则具有高强度开采、厚硬岩层等特征,均给冲击地压防治带来了新的挑战。因此,煤矿冲击地压源头防治已成为当前亟待解决的重大工程科学问题。针对这一难题,从冲击地压基础理论与模拟技术、监测及危险区判识技术、区域与局部防控技术装备等3方面系统的分析了当前冲击地压研究取得的成果与不足,结合前期研究基础与现场实践,提出了煤矿冲击地压源头防治思想。进而将其梳理为煤矿冲击地压源头属性与特性、煤矿冲击地压全过程孕灾与源头防治原理等2个科学问题,冲击地压全过程精细模拟技术、矿井全生命周期煤岩体应力与全尺度覆岩结构监测技术、冲击危险精准甄别与智能识别技术、煤矿冲击地压井上下协同防控技术等4个技术问题。根据生产矿井和新建矿井的特点,分别制定了相应的防治思路与技术框架。研究成果为我国煤矿冲击地压防治提供了一种新的思路,为煤矿“零冲击”目标提供理论依据与技术支撑。

煤与瓦斯突出预测层次分析-模糊综合评判方法

将层次分析和模糊综合评判方法结合起来应用于煤与瓦斯突出预测研究中.运用层次分析法确定了煤与瓦斯突出各影响因素权重系数,采用隶属函数构造了单因素判别矩阵,并运用模糊综合评判法建立了煤与瓦斯突出预测模型.对平顶山研究区典型工作面进行了瓦斯突出危险性的定量预测和突出等级划分.结果表明,应用层次分析-模糊综合评判方法预测煤与瓦斯突出强度是可行的.

巷道围岩稳定性分类方法评述

巷道围岩分类指标的综合性和可靠性是评价围岩分类方法科学性和适用性的重要方面。分析和评述了围岩稳定性分类方法的现状 ,指出了今后重点研究的方向。

工作面煤与瓦斯突出危险性的模糊综合评判

针对煤与瓦斯突出是多因素共同作用的地质动力现象,以平顶山矿区5个突出工作面为例,在煤与瓦斯突出相关因素分析基础上,用模糊数学的方法对影响煤与瓦斯突出的多种因素进行了综合评判。划分出了不同的突出危险性等级,为突出分级管理提供了科学依据。

不同围压下大理岩剪胀试验研究

采用美国MTS815型电流伺服岩石力学试验系统，对大理岩岩石的18块试件进行试验，测定了其在6种不同围压下全应力应变过程中剪胀力及体积应变变化情况，在试验资料分析的基础上，获得了岩石强度、剪胀力及体积应变随围压的变化规律，这些规律对于充分利用破裂岩石本身的自稳性能，对于深入研究围岩破裂带的剪胀变形机制及支护的作用机理，从而揭示高应力大松动圈巷道围岩大变形的力学机理，以及支护与围岩的相互作用关系都具有重要意义。

深井碎顶煤巷破坏机理分析及对策

通过对深井碎顶煤巷大量破坏现状的分析,找出了破坏的原因,提出了破坏巷道的处理方案及支护加固参数,工业性试验巷道效果显著,对指导处理类似工程有较强的借鉴意义。

顶板高位水平钻孔瓦斯抽放技术应用研究

在综合分析平顶山十二矿瓦斯地质条件及瓦斯防治技术基础上 ,对顶板高位水平钻孔瓦斯抽放技术开展了研究 。

大松动圈软岩工程分类及对策

在探讨软岩工程特征的基础上，用定量指标稳定的围岩松动圈厚度值判定“软岩工程”，进而重点分析其变形机理，提出了分类方法及对策，大量的工程实践已证实其可靠性。

变倾斜煤层中过断层巷道支护的优化研究

利用ANSYS程序模拟了巷道在变倾斜煤层过断层地质条件下,不同支护方式对巷道周边应力场的影响。研究结果表明,随着煤层倾角的增加和断层的影响,巷道围岩应力场发生急剧变化,相应的支护对策也应不断改变,应用有限元方法及时研究地质条件变化时的相应支护对策可以为支护措施的设计提供科学依据,并指导工程实践。

矿用卡车无人驾驶编组成功运行助力露天煤矿智能化建设

据统计,截至2020年,我国露天煤矿总计约220余座,总产能约为8亿t/a。单一露天煤矿的最大生产规模达3500万t/a,产能超过1000万t/a的特大型露天煤矿20余座。近20年来,露天煤矿产量占全国煤炭产量比重年均增长速率约为11%,其中,2015年以来,一直保持在20%左右的水平。露天煤矿是我国煤炭生产体系的重要组成部分,为国家能源安全与经济发展提供了重要支撑。

井工煤矿技术变革研究与中煤集团具体实践

强调了新形势下我国井工煤矿技术变革的迫切性,在此基础上,进一步探讨了我国煤矿开采技术管理面临的问题与挑战。针对传统煤炭开采技术难以攻克的深部强矿压、高成本、高风险、低回收率和环境负效应等诸多难题,创新提出以“优化开采、绿色开采、智能开采”为核心的采矿技术变革思想,并提出无掘巷开采新方法以及无掘巷开采主动岩层控制新理论。建立了短充长采技术体系;介绍了自主研发的无掘巷开采成套装备;阐述了在初步形成井工煤矿开采技术管理新模式下建成的中煤能源集团(以下简称“中煤集团”)南梁煤矿井工无掘巷开采示范矿井的具体实践。基于井工煤矿开采技术管理新模式,对中煤集团孔庄煤矿的优化开采、南梁煤矿的井工无掘巷开采示范矿井建设和葫芦素煤矿的“短充长采”工程应用案例进行了介绍,这些技术成果在现场的成功应用,表明采矿技术变革有效提升了现代煤矿的社会经济效益,为构建我国煤炭新型现代科学开采体系提供了切实参考。

Numerical Analysis on Displacement Law of Discontinuous Rock Mass in Broken Rock Zone for Deep Roadways

On the basis of the characteristics of broken rock zone, using the program of "discontinuous deformation analysis(DDA)", the changing law of influential factors of discontinuous rock mass in large broken rock zone was researched quantitatively for the first time. Based on the results of computation, the concept of "key part"of roadways and its stability criterion were brought forward, and it was pointed out that in inclined coal and rock seams the"key parts"of roadways are the upper side and the floor of surrounding rocks, especially the former.