铁新煤业坚硬厚层K_(2)灰岩顶板强制放顶技术研究

为解决铁新煤业9号煤层综采工作面端头处K_(2)灰岩顶板悬而不垮的问题,以9226工作面开采为工程背景,开展坚硬厚层K_(2)灰岩顶板强制放顶技术研究。根据9226工作面实际条件进行压裂钻孔参数设计,提出了小孔径定向预裂施工方案,并通过钻孔窥视和工作面端头悬顶长度来监测评价预裂控顶效果。实践表明,9226工作面端头处悬顶距由压裂前的10~30 m减小为5 m以内,悬顶问题得到有效治理,保障了工作面生产安全。

铁新煤矿异常区域瓦斯综合治理技术

为解决铁新煤矿瓦斯涌出异常区域的瓦斯问题,系统分析了在采9号煤层瓦斯异常区域的断层构造、褶皱构造和水文地质条件,对9号煤层和其下邻近层10号煤层的瓦斯赋存分布规律进行研究,分析了9号煤层生产期间的瓦斯涌出量及瓦斯来源。通过分析发现,铁新煤矿9号煤层回采工作面涌出的瓦斯主要来源于下邻近层10号煤层,因此,有针对性地采取了现采空区插管抽采瓦斯和下邻近层穿层钻孔预抽瓦斯的综合瓦斯治理技术,该技术应用后取得了很好的瓦斯治理效果。

铁新井田太原组煤层硫化氢成因分析

为研究铁新矿太原组煤系地层硫化氢成因,探讨从井田地质特征和地层沉积历史方面进行分析,根据地层沉积环境及典型矿物质研究硫化氢成因.铁新井田位于山西中隆起、沁水拗陷霍西向斜北部,灵石-富家滩复背斜北西翼,井田地层包括奥陶系、石炭系、上第三系上新统和第四系,海陆交替沉积.主采煤层为石炭系上统太原组,顶板海相灰岩沉积.10号煤富含黄铁矿结核,成煤过程中在硫酸盐还原菌作用下生成大量硫化氢.煤层底板奥陶系中统峰峰组富含石膏矿,裂隙水发育,地层沉积期硫酸盐热化学还原生成大量硫化氢,通过地层岩体裂隙侵入煤系地层中,使煤层硫化氢含量增大.研究表明:铁新矿太原组煤层硫化氢成因主要为微生物硫酸盐还原作用和硫酸盐热化学还原作用.

探讨采矿新技术对煤矿开采的重要性探究实践

煤矿开采行业的蓬勃发展为国内经济的持续增长提供了巨大的推力,随着经济增长趋势放缓,人们对于煤矿开采的质量越来越重视。煤炭是我国当前主要的能源之一,为大多数的基础设施的建设提供了支持。我国的煤矿数量非常的多,分布也非常的广泛。但是因为规模不统一、各种违规开采的行为屡禁不止,导致整体的煤矿开采秩序非常混乱。针对以上问题,需要积极地进行新技术的探索。逐步地提升煤矿开采的质量,降低煤矿开采周期。本文主要就探讨了采矿新技术对于煤矿开采的重要性,并结合实际情况提出相应建议。

铁新煤矿E902工作面过断层方案研究

铁新煤矿9#煤层为薄煤层,正在回采的E902工作面前方有一落差3m的大断层,严重影响综采工作面正常回采,为此提出了工作面直接过断层和补掘巷道避让断层两种技术方案。为确定合理的方案,分别从出矸量、工程量、工程费用、资源回收率及安全性等方面进行了研究,通过研究发现当采取工作面直接过断层时比较合理,在经济、技术、安全方面都是可行的。

铁新煤矿薄煤层综合机械化开采技术研究

薄煤层占全国煤炭储量比重较大,然而许多企业对薄煤层综合机械化开发利用重视程度不够,致使薄煤层综合机械化发展缓慢,造成薄煤层工作面产量受限、经济效益不显著、设备选型不匹配等问题。本文以中煤铁新煤矿9#煤层9218工作面开采为例,对薄煤层机械化开采技术和关键设备选型进行研究,现场验证得出,三机配套设备选型合理,液压支架及采煤机等设备能满足实际需要。电液控制系统的应用实现了矿井机械化和安全高效开采的目的,可为类似条件薄煤层工作面设备选型提供借鉴。

铁新煤矿智能掘进系统建设方案分析

针对铁新煤业目前采用的掘进机配气动锚杆钻机的掘进工艺配套形式存在的问题,为提高煤矿掘进效率和质量,以铁新煤矿2301材料巷掘进工作面为案例,结合其实际需要,对该巷道进行智能化系统改造,从工艺装备配套、掘进、运输、辅助生产、监测监控等方面,对适用于铁新煤矿2301材料巷智能掘进系统进行选型设计。实践表明,此次设计的智能掘进系统方案取得了良好的应用效果,解决了铁新煤矿采掘失衡、掘进效率较低的问题,提高了智能化程度。

单轴压缩下分层胶结充填体的破坏特征研究

采用分层充填法充填采空区,为了确保分层充填体的稳定性,对其力学特性及破坏模式进行研究。从矿山实际出发,制备由不同灰砂比基体组合而成的分层充填体,对其开展单轴压缩实验,并利用数字图像相关法(DIC)进行检测。研究结果表明,分层充填体的强度随着中间层的灰砂比的变化而变化,并且指数函数能够更好地量化表征强度与中间层灰砂比的关系。分层充填体的破坏模式与中间层灰砂比有关,随着灰砂比的降低,破坏模式由剪切破坏向拉-剪复合型破坏过渡。

高层建筑火灾人员应急疏散模拟研究——以医院场所为例

为降低火灾风险,减少人员疏散所需时间,提高应急疏散效率,以山西某医院高层建筑为研究背景,运用火灾动态模拟软件Pyrosim和火灾动力学模拟工具(Fire Dynamics Simulator,FDS)建立高层建筑火灾数值模拟模型,分析烟气层高度、温度、能见度和CO浓度随时间的变化情况。然后利用Pathfinder人员疏散模拟模块建立人员应急疏散模型,计算人员所需的安全疏散时间,分析烟气层高度、温度、能见度及CO浓度对人员疏散的影响。最后,通过区域划分对人员疏散路径进行优化以减少安全疏散时间。

海州露天矿内排土场边坡稳定性研究

随着露天煤矿开采规模逐渐扩大,固体废弃物堆积而成的内排土场堆高和边坡倾角逐渐变大,导致边坡失稳滑坡、崩塌等严重事故。为确保内排土场在安全稳定的前提下获得更大的排土容积,以海州露天矿南侧内排土场人工土石边坡为研究对象,基于强度折减理论,采用FLAC3D数值模拟软件对内排土场人工土石边坡进行稳定性分析。结果表明:海州露天矿内排土场人工土石边坡两剖面稳定性安全系数分别为1.182和1.164,均小于安全储备系数1.3,内排土场存在边坡失稳出现滑坡的危险,需对其进行削坡处理;当削坡至35 m位置时,两剖面的稳定性系数均可达到安全储备系数。本文结果可为内排土场方案优化设计提供理论基础。

坚硬K2灰岩顶板水压致裂强制放顶设计与应用

【目的】铁新煤业9226工作面回采后端头区域坚硬K2灰岩顶板难以正常垮落,在工作面后方悬露较大空顶区域,威胁工作面作业安全,需要对其进行水压致裂强制放顶处理。【方法】针对9226工作面端头长距离悬顶带来的安全隐患,根据9226工作面坚硬K2灰岩顶板工程地质条件,通过理论计算方法设计9226工作面超前水压预裂参数,确定超前水压预裂实施流程,开展现场试验和观测。【结果】结果表明,水压致裂放顶技术解决了9226工作面后方厚硬石灰岩顶板难以及时垮落的问题,保证了工作面推进速度。【结论】本研究为水压致裂技术在类似条件煤炭开采中的推广应用奠定了基础。

矿井提升机电控系统变频改造的研究及应用

矿井提升机在煤矿生产过程具有非常重要地位,铁新矿提升机原采用的交流绕线式异步电机转子串电阻控制系统,在运行过程中存在:调速性能差、能耗高、响应能力低、安全可靠性差等问题。基于ASCS工作原理,设计了PLC控制+多数字信号传递的矿井提升机变频电控系统,对原控制系统进行优化改造。实践取得良好效果,实现不同工况情况下提升速度自适应调节,提高矿井提升机的智能化、自动化程度。

薄煤层复杂地质下综采工作面高效安装技术研究

本文以山西保利铁新煤业有限公司2310综采工作面为背景,针对传统安装方式存在安装效率低、耗时长、运输设备多、运输安全隐患多、运输困难、成本高等问题,经过多次分析研究,对2310工作面安装的各个环节进行优化设计,总体安排部署,总结出了一套合理、安全、高效的工作面安装工艺,通过实际应用效果来看,具有重要工程实际意义。

煤与瓦斯共采评价指标体系及评价模型的应用

针对我国尚未形成系统性的煤与瓦斯共采基础理论体系的现状,提出经济预评价、安全评价、共采效果3部分建立煤与瓦斯共采评价系统,并建立多层次评价指标体系,构建煤与瓦斯共采模糊综合评判模型。将模糊层次法(FAHP)与层次分析法(AHP)组合赋权,将专家的主观经验与目标区指标客观反映相结合,建立模糊综合评判模型对沙曲矿煤与瓦斯共采进行综合评价。在共采系统各部分的模糊综合评价的基础上,利用协调度函数量化煤炭开采与瓦斯抽采系统之间的协同程度。评价结果表明,沙曲矿24207工作面煤炭开采子系统和瓦斯抽采子系统初级协调有序,煤与瓦斯共采技术是合理可行的。

煤层注碱治理矿井硫化氢涌出危害研究

为治理煤矿井下硫化氢涌出危害,根据矿井硫化氢动态涌出规律,提出采用煤层注碱治理硫化氢的方法。根据煤炭回采速度和硫化氢涌出浓度,推导注碱参数关系式。以山西某矿E902工作面为典型案例进行现场注碱试验,研究硫化氢涌出规律及煤层注小苏打（Na HCO3）溶液治理硫化氢的效果。监测发现注碱57 h后,注碱孔6 m范围内硫化氢体积分数降低0.001%~0.003%;钻孔注碱时,距工作面26~58 m注入流量较稳定。结果表明：煤层注Na HCO3碱溶液能有效降低硫化氢涌出浓度。

钻屑法测定煤层H_2S含量

为了测定煤层硫化氢（H2S）含量，防治矿井H2S涌出，提出一种通过钻屑法测定煤层H2S含量的方法。在未受采动影响的新鲜煤壁，采用钻屑法取样，通过测定煤样H2S解吸量、取样过程损失量和H2S残存量确定煤层H2S含量。根据溶于水中H2S的pH值和色谱分析解吸气体中H2S体积分数，确定H2S解吸量；根据煤样解吸规律和气样H2S体积分数，确定H2S损失量；根据色谱分析残存气体中H2S体积分数，确定其残存量。用此方法，对山西某矿H2S涌出煤层进行现场和实验室测定。研究表明，该矿H2S含量为（4．465—6．701）×10^-3m^3／t。钻屑法测定煤层H2S含量是可行的，可以为矿井H2S治理提供基础数据。

低瓦斯矿井工作面上隅角瓦斯超限治理技术

针对工作面推进过程中,采空区、本煤层瓦斯的涌入致使工作面上隅角瓦斯常处于超限状态的问题,通过采用加大风量法、风机抽采法、正压稀释法、总排负压抽采法和改进总排负压抽采等方法,在山西保利铁新煤矿工作面开展了工作面瓦斯治理的工业试验。试验结果表明:采用改进总排负压抽采瓦斯技术对上隅角瓦斯进行抽采,上隅角瓦斯体积分数由正常通风时的1.6%下降到0.4%,有效降低了上隅角瓦斯浓度。

综放开采窄煤柱沿空掘巷围岩失稳机理与控制技术

为探讨综放窄煤柱沿空掘巷围岩变形破坏与控制难题,以某矿103工作面运输巷为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟等方法研究综放窄煤柱沿空掘巷围岩变形破坏特征、灾变失稳过程及相应控制技术,研究结果表明:(1)受不稳定覆岩运动影响,沿空掘巷靠煤柱侧顶板煤体破碎严重,煤柱帮与实体煤帮变形显著;(2)103运输巷道变形失稳是多次动压影响、软弱煤体、窄煤柱、大断面和岩层水平运动综合作用的结果,得出沿空掘巷变形破坏演化过程;(3)据此提出"高强锚杆+非对称锚梁桁架+桁架锚索"的联合控制技术,并阐述其控制裂隙发育,增加围岩整体性,提高围岩承载能力的控制机理,现场工业试验验证了支护方案的合理性。

煤矿硫化氢治理监控系统

基于西门子PLC设计实现了煤矿井下硫化氢治理监控系统。该系统可对矿井内涌出的硫化氢气体进行检测、治理、监控,并将数据上传至上位机,为硫化氢的生成预测及主动防治提供支持。

特大断面厚煤顶切眼分断面开掘期间围岩响应及控制

为了研究大断面开切眼分断面掘进期间围岩的行为特征,选取山西某煤矿5205切眼为工程背景。采用数值分析的手段演算了该切眼分断面掘进过程中围岩的垂直应力和水平应力变化特征和围岩拉、剪塑性区的扩展过程;阐明了大断面切眼分断面掘进过程中顶板破坏类型由剪切破坏为主向拉破坏为主的转变趋势;论述了该类型切眼围岩控制的关键部位是顶板及肩角稳定区作为锚固基础的以保证围岩稳定的设计思路,并提出了桁架锚索与锚杆联合支护技术。