深井薄煤层保护层坚硬顶板破断机理及控制技术

针对坚硬顶板薄煤层保护层工作面开采后上覆岩层破断机理及控制问题,以九龙矿15445野青灰岩工作面为研究对象,通过现场调研、理论分析、相似模拟和数值模拟试验,分析该煤层顶板结构以及顶板沉降运移规律,并对顶板岩层破断机制和开采中应力变化进行了研究。研究结果表明:15445保护层工作面开采后覆岩垮落带和裂隙带最大发育高度分别为25.67 m和32.24 m;采空区侧及上覆被保护煤层下部存在细微裂隙发育;设计的预裂爆破炮眼可对野青灰岩顶板实施定向切顶卸压,工作面每推进10 m即停产实施顶板预裂爆破,并优化保护层顶板控制距离,可使支架压力减少10~75 MPa,卸压效果显著,说明保护层开采时覆岩垮落带和裂隙带的发育高度判断是正确的,坚硬顶板控顶距过长辨识是合理的。

基于微震监测和多因素耦合法的冲压危险性研究

针对冲击地压影响因素多样性而难以准确评价的问题,在某一工作面开采前期采用多因素耦合法,对煤岩结构、地质结构、覆岩空间结构运动和预留煤柱等5个影响因素的可能影响范围和程度进行危险性分析;并划分出工作面的危险区域及其程度;最后,在开采过程中采用微震监测的方法分析5个因素所影响的区域,并分别进行验证;结果证明运用微震监测和多因素耦合理论进行分析,可以有效地实现对冲击地压的预测预警。

新型双层作业平台的研制及应用

针对大断面巷道掘进过程中,临时双层作业平台稳定性差,拆架和移架过程费时费工,难以满足掘进支护的有序交替的问题,研制能够插入岩壁的作业平台,其具有安全性好、作业效率高、结构简单、微调性、成本小和应用范围广等特点,经实践证明具有很大的推广和应用空间。

螺旋爆轰内部胞格结构实验探索

为研究螺旋爆轰胞格结构,选取预混气C_(2)H_(2)+2.5O_(2)+85%Ar,C_(2)H_(2)+2.5O_(2)+70%Ar与C2H2+5N2O在光滑管中进行爆轰实验,使用烟膜记录管道侧壁与端面胞格结构。编写MATLAB程序处理烟膜记录,比较侧壁横波间距、端面胞格直径平均值,以及相邻端面胞格中心点距离平均值与标准差。其中,侧壁横波间距明显大于管壁附近端面胞格直径平均值。另外,相较于稳定气,不稳定气近管壁与近管轴区域的端面胞格直径差异更大,不同压力下预混气C_(2)H_(2)+5N_(2)O近管壁与近管轴区域的端面胞格直径差异分别为47.91%,59.64%,40.42%与37.21%。为进一步探索爆轰波内部结构,使用CH_(4)+2O_(2)在5,15与25mm宽度的环形管进行实验,对比侧壁及端面烟膜结果,可观测到内部螺旋横波旋转方式。相对环管宽度而言,初始压力是胞格尺寸的主要影响参数,而整体上外侧壁胞格尺寸稍大于内侧壁胞格尺寸。

环管中甲烷-氧气预混气爆轰传播机理研究

为了研究环形管内甲烷的爆轰传播机理,在内径为80mm的管道内分别安装内径为20mm,40mm,60mm的内管,形成环形管道,进行了甲烷-氧气预混气爆轰实验。将烟膜分别固定在外管的内壁以及内管的内外壁,记录环形管道通道内的三波点轨迹;同时在环管端面安设烟膜记录端面的轨迹。所记录的轨迹较混乱,这是因为横波在沿着传播方向绕着管轴旋转时不断地相互碰撞,反映出甲烷-氧气预混气是典型的不稳定预混气。明显可见当初始压力为12kPa时,爆轰波在普通圆管内呈现双头螺旋爆轰结构,设有内部小管内径为20mm的环管外管内壁得到四头螺旋爆轰结构,说明其它因素不变的情况下,环形管内更容易获得自持爆轰。增大环管内管管径为60mm,环形通道内烟膜记录中未显示任何三波点轨迹,因为此管径下,胞格尺寸过大,无法容纳于管道中。增大内管管径,内径为20mm和40mm的环形管道的外管内壁烟膜记录胞格数量增多,胞格尺寸减小,原因为当边界条件改变时,爆轰极限发生相应的变化,分子获得的初始能量多,反应速率快。

浅埋含煤复合顶板切顶卸压岩石碎胀规律研究

通过对某工作面测点现场垮落情况进行实时观察并测量,最终采用110工法顶板泥岩碎胀系数确定法求得顶板泥岩碎胀系数。结果表明:随着工作面推进,顶板泥岩不断垮落,得到顶板泥岩初始碎胀系数,顶板垮落后逐渐被压实,碎胀系数也随之逐渐减小,且其减小变化逐渐趋于平稳,最终碎胀系数基本稳定在1.36左右,且根据巷道顶板碎胀系数变化规律选择合适的爆破布点,对于顶板岩石预裂成型具有实际意义。

采矿工程施工中不安全技术因素控制研究

采矿施工过程中的安全控制一直以来都是采矿作业的一个重要控制环节,要想达到安全采矿施工的目的就必须从加强采矿施工过程的监管和规范要求入手,找出存在安全技术问题的根源性因素。为了能够保证采矿工程的正常安全施工,对于采矿工程中不安全技术因素就需要进行深入分析。文章对采矿工程施工中的不安全技术因素及对策进行分析,希望对相关人员有所启示。

基于数值模拟的软岩巷道底鼓机理实验研究

巷道底鼓是煤矿开采过程中面临的主要难题之一。针对底板较软、受下部废弃老巷影响强烈的丰达煤矿-340轨道巷,通过FLAC3D数值模拟软件分别验证巷道卧底留卸压槽、底板注浆加固、卧底卸压槽+浇灌混凝土+注浆管加固相耦合联合支护3种巷道底鼓控制技术方法的应用效果。选取卸压浇砼注浆耦合支护技术治理该巷道底鼓,工程实践表明:该项技术能将巷道围岩自承载能力更大限度利用,并挖掘更深部围岩的强度,使底鼓量较原有支护减少89.5%,底鼓治理效果显著。