基于AHP-云模型的矿井瓦斯防治系统安全状态评价

针对瓦斯突出矿井难以做到对其矿井瓦斯防治系统安全状态进行客观、精准评价的问题。本文首先对矿井瓦斯防治系统安全状态影响因素进行了分析,在此基础上,构建了矿井瓦斯防治系统安全状态评价体系。其次,基于层次分析法,并结合粒子群优化算法PSO对判断矩阵进行优化、修正,在降低主观影响的基础上计算得到评价体系各指标权重。最后,基于云理论与二级指标权重、一级指标权重计算得出总指标的云数字特征,在matlab中运用正向云发生器生成评价指标的标准云模型。并以贵州省某典型瓦斯突出矿井为研究对象,结合该矿现场的实际调研情况,得出矿井瓦斯防治系统安全状态综合判别评价标准指标云,并对该矿瓦斯防治系统安全状态做出了准确评价并提出了相应的整改措施。研究成果对瓦斯突出矿井瓦斯防治系统安全状态的客观精准评价、煤矿安全生产有着重要意义。

基于DIC技术的煤样裂隙发育特征及应变演化规律分析

为了深入分析煤样单轴压缩下裂隙发育特征及应变演化规律,采用数字图像相关技术(DIC)分别获得试验过程中试件裂隙场、应变场的全程图像和数据,研究结果表明:试件应变演化与裂隙发育具有潜在的联系,裂隙发育处往往存在明显的应变集中现象,在弯曲裂隙中,当其张开程度较大时,受垂直压应力影响,诱导反方向的水平变形,出现裂隙闭合,以及垂直应变剧增、水平应变剧减等现象。当裂隙张开或扩展时,最大主应变增大,同时会出现明显的应变集中现象;当裂隙闭合时,最大主应变减小,应变集中程度也随之减小;最大主应变方向与裂隙张开方向基本一致,与裂隙扩展延伸方向基本垂直。试件加载后期,裂隙快速发育,而此后也表现出多处局部应变快速集中现象。当试件裂隙瞬间产生或破坏时,最大主应变方向也会发生较大变化,该试验结果可作为试件破坏预警的前兆信息之一。

煤矿智能化掘进关键技术研究

介绍了近年来煤矿巷道掘进主要技术(悬臂式掘进机综掘技术、连续采煤机掘进技术及掘锚一体化掘进技术)的研究成果,分析了这3种主要巷道掘进技术在我国的适用性及推广价值,指出:(1)悬臂式掘进机综掘技术仅能“前掘后锚”,掘进与支护的过程不能同时进行,限制了掘进效率。(2)连续采煤机掘进技术仅可在近水平煤层条件下进行,且对顶板的稳定程度有一定要求,适用性不强。(3)掘锚一体化掘进技术仅适用于巷道断面大的单巷快速掘进,所用到的掘锚一体机机身大且价格昂贵,并对所掘进巷道的底板稳定性有一定的要求。相比连续采煤机掘进技术,掘锚一体化掘进技术在我国有较好的应用前景。将原有掘进机的掘进功能拓展为掘进兼支护的功能,这对掘锚一体化掘进技术的研究与普及可起到推动作用。分析了近年来煤矿巷道机器人化智能掘进技术中智能截割、远程智能监控、智能协同控制3个方面的研究成果,得出:(1)智能截割技术主要集中在对煤岩自适应识别方面的研究。(2)远程智能监控技术已从远程实时监测向远程可视化监控方向发展,虚拟仿真技术的发展将井下掘进巷道的情况可视化地展现在地面,并将控制信号反馈到掘进工作面来对掘进工作面掘进机组进行远程同步控制,成为当前巷道掘进远程监控智能化的重要标志。(3)目前针对智能协同控制技术的研究较少。探讨了煤矿巷道掘进智能化的发展方向:加强掘进设备集成协同化、设备模块化组合、5G矿用无线网络设备、掘进远程智能监控系统及难掘慢掘巷道掘进工程等方面的研究。

基于Revit二次开发技术的井巷工程设计与应用研究

针对传统煤矿设计存在的设计量大、图算量复杂等问题,通过分析煤矿工程正向设计需求,将煤矿井下复杂的采掘系统以直观、立体的方式呈现,提出基于Revit平台的二次开发思路,对Revit进行二次开发,从该平台上拓展应用功能,提升BIM系统中Revit平台对煤矿工程设计行业的适应性。通过实例验证,开发设计贵州黔鑫煤矿井下煤矿主要构件,并给模型构件赋予相应属性参数,完成其工程量自动统计,并结合其他BIM软件设计井下三维数字化模型,提高了设计质量与出图效率,提升了数据与图像之间的联动性,为BIM技术在煤矿工程正向设计中的应用提供参考,以期进一步推进数字化矿山建设的进程。

薄煤层半煤岩巷道变形破坏规律研究

为明确薄煤层半煤岩巷道变形破坏规律,以岔河联营煤矿为工程背景,通过理论分析研究了导致半煤岩巷道变形破坏的根本原因,通过数值模拟分析了不同煤岩比例下的半煤岩巷道破坏变形规律。结果表明:半煤岩巷道变形破坏很大程度取决于巷道埋深和围岩内聚力,且巷道两帮煤层部分最先发生破坏,其破坏深度大于巷道其他部分围岩;随半煤岩巷道煤岩比例的增加,巷道围岩形成的塑性区范围也越来越大,巷道围岩形成的高应力范围越大,巷道两帮水平位移明显增加,位移峰值主要集中在巷道两帮煤层部分,巷道围岩整体位移量也逐渐增加,特别是巷道两帮煤层部分。因此,半煤岩巷道煤岩比例的增加更容易造成巷道结构失稳,研究成果可半煤岩巷道参数布置提供一定的理论指导。

基于SF6气体示踪法的顺层钻孔有效抽采半径测定与效果评价

为评价预抽瓦斯抽采效果,从矿井的实际情况出发,采用现场实测、理论分析和综合验证相结合的研究方法,在设计的顺层钻孔参数条件下,分析矿井通风瓦斯涌出量及顺层钻孔的布置和抽采的实际情况。结果表明:利用SF6气体示踪法对抽采半径进行考察,得到了有效影响半径与合理抽采时间的线性回归关系式为r=0.1975t0.585,确定了相应抽采时间所对应的有效抽采半径为1.5 m;利用抽采率作为钻孔间距计算指标,对比用有效抽采半径与抽采时间的函数关系式求解得到现场施工的钻孔间距应取3 m,通过测算分析4个抽采效果指标都在临界范围之内,充分验证了本方案预抽工作面瓦斯的可行性,对顺层钻孔参数设计提供指导。