准能露天矿井田范围内小煤窑自燃火区探测及综合治理技术实践与研究

针对神华准能露天矿井田范围内多处小煤窑出现的自燃火区,在分析煤层自燃原因和特征的基础上,通过多种手段测定了地表温度、裂隙塌陷范围、烧变岩范围、露头燃烧范围、探测孔温度及气体等,确定了火源的位置、范围及发展趋势,结合火区的实际,提出以黄土分层覆盖碾压、火区边界打钻灌浆隔离、火区深部钻孔注黄泥浆、火区浅部注胶、局部煤层露头火剥挖为主,塌陷区平整、火区(塌陷区)内灌注黄泥浆为辅的综合灭火技术方案,并在现场进行了实施。现场应用效果表明,该方法工艺简单、针对性强,灭火效果明显。

哈尔乌素露天煤矿充水基底外排土场稳定性研究

以黑岱沟排土场边坡为例,研究在大量积水入渗排土场的情况下,模拟边坡弱层转为含水层的演化趋势。考虑土体受毛细水作用,其有效内摩擦角及抗剪强度降低,在此条件下,采用Morgenstern-Price法对排土场边坡进行稳定性计算,结果表明随着水位不断升高,边坡安全系数降低,其稳定性受极大程度的影响。

黑岱沟排土场西部变形区边坡稳定评价

由于黑岱沟排土场基底在水坝渗漏的作用下严重弱化,其边坡稳定性受到极大的影响,为了对排土场稳定性进行定量的评价,论文采用极限平衡法和有限元折减系数法,以GEO-SLOPE软件为平台,对黑岱沟排土场西部变形区的4个典型剖面进行稳定性计算,对变形区边坡的稳定情况进行了系统的评价,并提出了相应的解决措施。

边坡稳定性雷达在黑岱沟露天煤矿的应用

为弥补原有高台阶片帮监测方法的不足,黑岱沟露天煤矿在国内首家使用了边坡稳定性雷达对高台阶进行稳定性监测。本文从工作原理、系统组成、技术参数、使用情况等方面对该雷达监测系统进行了介绍,对国内同类矿山应用边坡稳定性雷达提供借鉴。

黑岱沟排土场边坡安全性研究

针对哈尔乌素露天矿黑岱沟黄土基底排土场边坡的安全性,开展工程地质调查,建立相应地质模型,运用拉格朗日差分法和极限平衡法进行数值模拟与稳定性计算,揭示黑岱沟排土场边坡变形破坏模式为排弃物内部滑动与复合滑动;边坡稳定系数亦不能满足安全储备系数1.3的要求,建议立即开展行之有效的滑坡治理工作,提高排土场的稳定性、保证露天矿安全生产。

水浸基底条件下排土场边坡稳定性的相似模拟

基底浸水条件下降低了土体抗剪强度进而危及边坡稳定。通过相似模拟试验对阴湾排土场基底不同含水量下边坡失稳的发生发展规律进行了研究,分析了水浸基底边坡的变形机理和破坏模式。结果表明,黄土基底含水量的持续增加会直接引起边坡的破坏失稳,变形模式为后缘依附淤泥质黄土与天然黄土分界面的整体滑动。

黑岱沟排土场西部区变形分析

排土场变形关系到露天矿安全生产及排土场的收容量,论文以黑岱沟排土场西部变形区为工程背景,综合分析了该区工程水文地质条件和变形监测数据,总结了黑岱沟排土场西部变形区变形机理,阐明了进一步治理工程思路。

爆破震动对哈尔乌素变电所影响的安全评价

哈尔乌素变电所受到露天煤矿爆破震动影响,变电所楼体出现多条裂缝,存在安全隐患。为查明爆破震动对变电所的影响程度,并进行安全评价,对变电所进行了固有频率和爆破震动监测。监测结果表明楼体框架结构振动速度在国家爆破安全规程规定的安全范围内,但墙体的振动速度超出规程要求。同时,变电所楼体框架结构和墙体的振动响应频率接近固有频率,易引发共振,产生变形。

基于Weibull模型的BP神经网络在黑岱沟露天煤矿爆堆预测中的应用研究

分析了大量爆破数据,选取了影响爆破效果的主要因子,以Weibull分布函数为图形形态基础,利用BP神经网络建立了预测模型,对黑岱沟露天煤矿抛掷爆破爆堆进行了模拟预测,取得了预期效果。

黑岱沟选煤厂排矸场边坡安全监测方案

针对排矸场特性,分析影响边坡稳定性的主控因素,判定可能存在的破坏模式,采用刚体极限平衡法及数值模拟计算的方法分析了边坡稳定性,制定了GPS地表位移监测和锚索应力监测的综合监测方案,来进一步保障排矸场边坡安全。

基于多因素耦合量化表征模型的冲击危险区域划分

针对现有冲击危险评价方法不能准确体现冲击危险因素影响下应力集中变化特征等问题,提出了基于多因素耦合量化表征模型的冲击危险区域划分方法。首先,根据地下煤层的地质条件、巷道分布、开采范围等实际情况,分析得出主要的冲击影响因素;其次,分别参考多因素叠加法和应力分析法,确定各类冲击影响因素的影响范围及相对应力集中系数;然后,基于煤岩体内部微元强度分布函数,构建冲击危险多因素耦合量化表征模型;最后,将冲击影响因素的影响范围及相对应力集中系数代入量化表征模型,得到煤层应力分布结果,根据应力分布结果进行冲击危险等级划分,得到冲击危险区域分布情况。以山东新巨龙能源有限责任公司3煤层为例,通过分析叠加断层、大巷和采空区等主要冲击危险因素引起的应力集中,制定合理的冲击危险等级划分标准,得到了3煤层冲击危险区域划分结果,并进行了现场验证。由评价工作完成前后发生的矿震事件可知,冲击震源主要集中在强冲击危险区域,这与区域划分结果较为吻合,从而验证了该方法能够有效地定量划分煤层冲击危险区域。

积水入渗作用下排土场变形破坏机理分析

由于哈尔乌素露天矿排土场特殊的黄土地质条件以及主坝与排土场之间大量积水的存在,对排土场边坡稳定产生极为不利的影响。采用FEPG软件,探讨了积水入渗、毛细水作用对排土场边坡变形破坏产生的影响,揭示了弱层演化成含水层的全过程,得出在水的长期浸润下,边坡稳定系数逐渐减小的结论,并提出相应的解决措施以满足煤矿生产与安全要求。

哈尔乌素露天煤矿内排土场破坏机理研究

哈尔乌素露天煤矿内排土场面临内排空间不足需要进行增高、端帮出水渗入排土场、基底倾向与排弃物倾向相同等诸多边坡稳定性不利因素。通过研究内排土场基底岩性和影响内排土场的不良地质条件,并根据排土场存在的破坏类型,分析了内排土场7种潜在破坏模式,确定了内排土场滑坡模式为沿排弃物料滑动与沿基底弱层滑动,控制内排土场增高主要因素为基底下部5~10 m之间的弱层。