深部厚煤层沿空掘巷留设煤柱加固试验研究

为解决深部厚煤层沿空掘巷留设煤柱大变形的问题,在阐述沿空掘巷留设煤柱双向加固机理后,以济宁三号煤矿为工程背景,采用胀锁式对穿锚索加固沿空掘巷留设煤柱。实践表明,煤帮的变形量得到了有效控制,保持了巷道在回采期间的稳定性,减少了施工期间巷道维护费用。

胀锁式对穿锚索窄煤柱加固技术开发及应用

针对现有加固材料及加固工艺无法实现沿空掘巷窄煤柱单侧施工双向加固的难题,在查阅资料、理论研究、室内实验、现场试验的基础上开发了胀锁式对穿锚索及其配套工艺。使用胀锁式对穿锚索加固区域最终变形量仅为未使用区域变形量的20%左右,加固效果显著,具有重要的推广价值。

济宁三号煤矿63下04综放工作面砂岩顶板水防治方法探析

通过分析济宁三号煤矿63下04综放工作面涌水状况,结合现场实际情况,针对该工作面防治水的需要,提出了一系列技术工艺措施和管理策略,有效治理了工作面涌水事件,为下一步防水工作奠定了基础;同时为其他煤矿类似工作面突水的防治提供经验参考。

基于FLAC^(3D)的井筒卸压槽稳定性数值分析

卸压槽法是井壁破裂防治的一种有效手段,在目前的深层井筒巷道工程中取得了广泛地使用和良好的治理效果。为研究卸压槽在井壁受力情况下的应变,依托某煤矿卸压槽治理监测数据,用FLAC^(3D)对井筒受力时卸压槽的变形进行了数值分析,发现卸压槽在正常工作时能够对井壁的应力进行有效释放,并且随着地下水头的下降,可以建立合适的模型模拟出卸压槽的变形量,对比监测数据发现与现场情况基本相同,对预测卸压槽在采矿后期的变形特征提供了参考。

矸石充填综采工作面沿空留巷技术

济宁三号煤矿6304工作面采用综合机械化固体充填采煤法,采空区采用矸石充填法管理顶板,为减少综采工作面掘进回采巷道,提高回采储量,实现2个临近工作面共用1条回采巷道,可对先采工作面运矸巷巷帮进行充填,实现后采工作面继续应用此巷道。结果表明:留巷稳定后,巷道平均宽度4.5m以上,巷道平均高度约为3m,满足了工作面安全生产的需要。

并联型软岩温度-渗流-应力耦合三轴流变仪的研制

为研究温度-渗流-应力耦合条件下软岩的长期力学特性,研制了并联型软岩温度-渗流-应力(THM)耦合三轴流变仪。该仪器适用于开展软岩在不同温度和应力条件下的力学特性的试验研究。仪器通过伺服控制实现试验过程中自动稳压、试验数据自动采集以及温度、水压力和应力独立控制的梯度加载,设备采用高精度的LVDT变形传感器对试样的变形进行精确测量。设备可以完成的试验包括单轴压缩试验、三轴压缩试验、三轴流变试验、循环加卸载试验以及稳态与瞬态条件下的渗透性测试。试验机由于其独特的设置可以同时对2个试样进行相同围压和水压,不同轴压和温度的试验,大大节约了试验的时间成本,尤其是长期力学性能试验,同时更为有效地减少试验的系统误差。近一年的试验,表明该试验机稳定性好,测量精度高,是一套功能齐全,使用方便的试验装置。

矿用立泵在济三煤矿工作面排水中的应用

一般的潜水泵在输送含沙水、泥浆水或污水时技术性能急剧恶化,主要原因是固体之间是撞击磨损。矿用立泵的流道设计符合固体流场的变化规律,叶轮发生的主要是摩擦磨损,极大地延长了潜水泵的使用寿命。采用KL120-50型矿用立泵进行井下工作面低洼点处排水,轻便安全、高效节能,能够适应矿井复杂多变的环境。

电动单轨吊车在工作面巷道中的应用

对DDD8 J型电动单轨吊车在工作面巷道中的安装及应用情况进行了分析研究,并对使用过程中的创新点和社会经济效益进行了简要阐述和分析。实际应用表明:该机体积小,质量小,能够充分利用巷道空间,安装操作简单,维修方便,提高了运输效率,降低了劳动强度,极大地减少了运输事故。

基于FLAC^(3D)数值模拟的窄煤柱加固研究

针对深井厚煤层沿空掘巷留设的窄煤柱支撑力不足的问题,以济宁三号煤矿123_下04综放采工作面胶顺为工程背景,采用现场调研、数值模拟和工业试验等方法进行窄煤柱加固试验研究。调研结果表明,窄煤柱成型后短时间内出现片帮,煤柱变形较大且稳定性差,其顶底板变形明显,严重影响胶顺正常使用及123_下04工作面正常开采进度。针对以上问题,提出使用胀锁式对穿锚索双向加固窄煤柱技术,并进行参数设计,采用FLAC^(3D)数值模拟软件对比分析工作面回采期间巷道围岩变形情况。数值模拟及工程实践均表明,此加固技术能够有效提高窄煤柱的支撑力,保证工作面开采期间巷道围岩稳定。

厚煤层矸石充填综采工艺的研究与应用

为实现矿井开拓延伸矸石近距离排放,同时解决"三下"煤难以回采的问题,济宁三号煤矿经论证后采用了矸石充填综采工艺。通过在63下04(南)-1工作面的实际应用,表明该工艺在实际操作中是可行的,很好地解决了矸石排放难的问题,减少了生产成本,提高了煤炭资源的采出率,取得了较好的经济效益,具有很广的发展前景。

不同应力和孔隙压力作用下致密煤岩渗透率演化规律

针对煤岩渗透特性非常复杂且存在显著的应力敏感性这一问题,利用自主研发的恒温超低渗透率测量系统,采用压力脉冲法对贵州龙凤井田的致密煤岩开展了气体渗透试验,系统研究了渗透率的演化规律及影响因素。结果表明:静水压力不变时,煤岩渗透率受有效应力和孔隙压力的共同影响呈现先降低、后升高的趋势,有效应力与孔隙压力之间存在明显的耦合效应;煤岩渗透率随有效应力增加或者孔隙压力升高均呈现幂函数形式降低,下降速率逐渐减小,呈现较高的应力敏感性,但有效应力和孔隙压力的作用机理有所区别;煤层气抽采过程中可通过适当降低储层有效应力的方法增大储层渗透率,提高煤层气抽采效率。

定向水力致裂对煤层顶板三向应力的影响研究

煤层顶板水力致裂是处理坚硬顶板和防治冲击地压的重要技术手段之一,为了研究水力致裂技术对煤层顶板三向应力的影响,通过现场开展煤层顶板定向水力致裂试验,采用光纤光栅三向应力传感器得到了致裂前后顶板岩层的三向应力。结果表明:水力致裂之后,监测断面处顶板岩层三个主应力均有所降低,最大降幅约为20%,而主应力方向变化很小;在工作面坐标系下,致裂部位处各应力分量的降幅受致裂面方位的影响。顶板水力致裂能够显著降低或者转移顶板岩层三向应力,对致裂部位具有良好的卸压效果。研究成果可为现场水力致裂钻孔布置提供参考,并可用于冲击地压防治研究。

采动影响下水力致裂前后煤层顶板应力变化规律

煤层顶板水力致裂是防治冲击地压的重要手段之一。为了研究水力致裂对采动过程中顶板岩层三维应力变化规律的影响,现场开展了煤层顶板水力致裂试验,采用光纤光栅三维应力传感器,监测得到了水力致裂前后工作面推进过程中的顶板岩层三维应力。结果表明:采动影响下,工作面前方顶板岩层中3个方向正应力均不断增加,直至达到应力峰值,其中竖直方向正应力增加幅度明显大于水平方向正应力增加幅度;水力致裂后,应力峰值位置约从工作面前方11 m向深部移动至21 m处,顶板岩层3个方向正应力的增加幅度均有所降低,其中竖直方向正应力增幅的降低程度最大,约从153%降低至94%;水力致裂可以改变采动影响下顶板岩层三维应力的变化规律,尤其是支承压力的变化规律,从而预防冲击地压的发生。

近断层地震动对边坡稳定性的影响

为研究近断层地震动特性及其入射方向对边坡地震响应的影响,首先,考虑边坡对地震波的散射规律,提出了一种能够考虑地震波任意角度入射的地震动输入方法,该方法能够准确考虑模型边界两侧的动力相互作用且简单易操作。其次,运用提出的地震动输入方法,通过有限元参数分析研究了地震波入射角对边坡地震响应的影响规律。结果表明:当同时考虑P波及SV波入射时,由于两种波形的叠加作用,边坡的放大效应较一种波形单独作用时更加显著,且坡面上加速度分布更不均匀。地震波的入射角能够显著影响边坡的地震响应,随着地震波入射方向与坡面间夹角的增加,边坡对地震动的放大效应越明显,坡面上加速度分布越不均匀。

高危险区“孤岛”工作面冲击地压综合治理技术研究与应用

为防治"孤岛"工作面开采过程中的冲击地压灾害,在借鉴治理冲击地压经验的基础上,对其矿压显现影响因素进行了分析,采取了综合的预测方式及卸压治理措施。结果表明:"孤岛"工作面因其特殊的条件,存在较强的冲击危险性,在回采前及回采过程中通过有效地治理措施,工作面能安全有效地回采。

MC尼龙重载承压地板外形尺寸的研究

根据煤矿井下巷道路面的宽度、胶轮车的最大载重量、最大轮 距等技术参数,设计一种可用于巷道铺设的MC尼龙重载承压地板。 综合考虑承压地板的转运尺寸、每块尼龙板的单重是否便于作业等实 际情况,对MC尼龙板的外形尺寸进行优化,使其能够更好地满足井 下各种型号胶轮车的运输要求,最终达到MC尼龙板转运方便、重量 适当、防滑可靠、强度高、使用寿命长的设计应用要求。

矸石充填工作面防灭火技术研究与实践

工作面防灭火是一项艰巨而又复杂的系统工程,只有根据现场情况将多种技术综合应用,并在使用中不断进行改进和完善,才能达到防灭火的目的。济宁三号煤矿6304-1充填工作面根据充填工作面的特点,采取了注粉煤灰浆、压注凝胶、注入氮气等综合防灭火措施,有效的防止了充填工作面采空区自然发火事故,保证了矿井安全生产。

不规则综采工作面缩面开采技术应用

针对煤矿井下在边角余煤及地质条件复杂区域内工作面不规则布置越来越多的现状,在济宁三号煤矿53_下08工作面通过主运输巷"S"区段时,采用了"边采边缩"开采技术,通过合理的生产控制措施,实现了工作面边生产边缩面,解决了不规则工作面缩面停采影响。实践表明:采用"边采边缩"工艺,简化缩面工序,缩短工期,减少材料投入,取得了较好的经济效益,可为以后的综采工作面缩面开采方式选择提供借鉴经验。

高含量镍的原子吸收分光光度法测定

介绍了用火焰原子吸收光度法测定高含量镍。试验研究了乙炔气流量、燃烧器高度,旋转角度及酸度对灵敏度、线性范围、重复性和准确度的影响,确定了高含量镍的最佳测试条件,并与丁二酮肟称量法进行了比较。实验证明,本法快速,简便,准确度高,完全满足了定量分析要求。

无轨运输可复用快铺MC尼龙重载承压地板研制与应用

为解决济宁三号煤矿(简称“济三煤矿”)临时混凝土路面损坏率高,钢构路面塑性变形严重等问题,本项目首次在国内煤矿井下无轨运输系统采用了具有强度高,抗蠕变性能好、耐磨、化学性能及其稳定、机加工性能好、重量轻的MC尼龙(又称铸型尼龙)高分子新型材料,并制造成表面带有防滑结构的尼龙板单元,由连接件以及定位装置组成的无轨运输可复用快铺MC尼龙重载承压地板路面,达到快速铺设、重复使用、承载能力大、车辆行驶安全的目标。