Investigation of stability of a tunnel in a deep coal mine in China

Stability level of tunnels that exist in an underground mine has a great influence on the safety,production and economic performance of mines.Ensuring of stability for soft-rock tunnels is an important task for deep coal mines located in high in situ stress conditions.Using the available information on stratigraphy,geological structures,in situ stress measurements and geo-mechanical properties of intact rock and discontinuity interfaces,a three-dimensional numerical model was built by using 3DEC software to simulate the stress conditions around a tunnel located under high in situ stress conditions in a coal rock mass in China.Analyses were conducted for several tunnel shapes and rock support patterns.Results obtained for the distribution of failure zones,and stress and displacement felds around the tunnel were compared to select the best tunnel shape and support pattern to achieve the optimum stability conditions.

Study and practice of the controlling technique on heat-harm during the tunneling in Zhaolou mine

This paper proposes the cooling system type and cooling equipment type which are deep mine with high temperature during the construction,and presents auxiliary cooling measures making up duct temperature rise since compression and heat transfer temperature rise. The cooling system designed against Zhaolou mine's ground temperature and weather conditions,with its sprinkler room handling an average temperature difference up to 19.5～23.8 ℃,and the average enthalpy difference could reach 48.4～60.7 kJ/kg. At the same time,it gets a series of basic data used for mine construction during the cooling system design and equipment selection according to the measured results; using the analysis software Matlab,it obtains the change relations between the temperature of sprinkler room and fan export supply air temperature,wind casing temperature rise and fan export supply air temperature,working face temperature and supply air temperature,used for the mine cooling which has the similar conditions.

近距离煤层下行采动应力场分布规律与巷道合理位置研究

上层位近距离煤层开采后,形成的残留煤柱和采空区将会影响下层位的巷道布置。以新柳矿231101工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟的综合研究手段,研究和分析了上煤层开采后采动应力场的应力演化规律,对下层煤巷道非对称变形破坏机理进行深入探究,从而得出下层煤巷道合理布置位置。研究结果表明:①上覆煤层开采改变巷道所处位置的主应力大小、主应力比值以及应力偏转角、应力矢量的变化是导致巷道呈非对称破坏的主要原因。②巷道在距离煤柱中心11 m处,巷道围岩最大主应力达到14.43 MPa,主应力比值为2.74,应力偏转角为52.33°,此时巷道处于较差的应力环境中,致使围岩产生蝶形破坏且蝶叶旋转至巷道顶板右侧,巷道顶板右侧易发生冒顶事故。③为使巷道处于相对稳定区域,依据3个主要影响因素将工作区域划分为4个分区,在考虑煤矿经济与安全因素后建议最佳布置区域为H–IV,主应力偏转角在0°~38°或45°~90°的范围内,通过综合分析对该巷道布置及支护提供合理建议,为类似工程条件提供了借鉴和参考。

HSP超前探测技术在煤矿TBM掘进巷道中的应用研究

随着全断面掘进机TBM(Tunnel Boring Machine)逐渐应用于煤矿岩巷掘进,对不良地质构造进行超前准确快速预测的需求日益迫切。通过对主动源地震波超前探测方法的特点和TBM破岩震源超前探测技术的适用性进行分析,结合煤矿巷道地质和生产条件,提出了适用于煤矿巷道TBM掘进的HSP超前探测方法。以河南平顶山首山一矿TBM掘进底板瓦斯治理巷道为工程背景,选用防爆硬件一体化设计的探测仪器在煤矿巷道中进行应用。构建了空间型观测方式对煤矿巷道近水平煤线进行探测,优化了双护盾TBM掘进巷道狭小空间检波器阵列式布置参数;基于时频分析、互相关干涉处理、反射与散射联合反演等方法处理原始信号并进行探测结果成像。研究表明:采用空间型观测方式可实现与巷道小角度斜交煤线的识别,设计震源与首检波器间距离为15 m时最优。通过时频分析提取有效信号,利用互相关干涉法获取虚拟震源道和反射特征曲线,并结合反射与散射联合反演成像得到探测区域地层反射能量分布图,能够较准确地推测得到围岩存在的不良地质构造。通过比较现场开挖揭露情况与探测结果发现两者吻合度较高,表明HSP超前探测方法可实现掘进工作面前方100 m范围内超前无损地质预测,有助于提高煤矿岩巷TBM掘进速度。

TBM掘进煤矿巷道力学及变形分析

以保安采区8号煤南回风巷为研究对象,基于CVISC蠕变模型,对其TBM掘进过程进行分析,研究不同支护方式下巷道的位移及力学性能变化规律,并将其数值模拟结果与实际监测数据进行对比,以验证数值模拟结果的准确性。结果表明:采用锚索和锚杆对煤矿巷道进行支护能减小其隧道围岩的受力,其中,采用锚索+钢筋网的支护方式效果最优;各工况下的竖向应力均大于其水平应力,煤矿巷道的受力主要以竖向为主,最大应力均出现在围岩的顶部和底部,不同支护方式下围岩发生的位移具有一定的差异性,采用锚索+钢筋网的支护方式产生的位移量最小,煤巷道稳定性较高,未采取支护措施的围岩位移量最大,此时煤矿巷道的稳定性较差,易发生变形。

煤矿采矿工程巷道掘进与支护技术策略探讨

巷道掘进与支护是煤矿采矿工程的关键性施工环节,其施工质量关乎于采矿工程建设运营过程的整体安全性。随着煤炭行业安全生产意识和要求的不断提高,人们愈发关注巷道掘进与支护环节的施工质量。基于此,本文在简要阐述采矿工程巷道施工特点的基础上,对掘进与支护施工的主要影响因素进行分析,并分别对掘进施工和支护施工的主要技术和实施要点进行探讨总结,以期为巷道掘进与支护技术的规范化、科学化实践运用提供参考和借鉴,促进煤矿采矿工程巷道掘进与支护施工质量性和安全性的进一步提升。

基于信号强度和信道状态的煤矿井巷目标追踪实验设计

针对煤矿井巷复杂作业环境导致的人、机、物定位和跟踪精度差问题,基于Wi-Fi指纹设计了接收信号强度指示(RSSI)区域定位和信道状态信息(CSI)精确定位相结合的煤矿井巷目标追踪实验,实验融合了通信、数字信号处理和现代信号处理等学科知识。构建了煤矿井巷目标定位追踪系统模型,并提出了基于煤矿井巷信号接入点(AP)测量准确度的动态在线匹配(ABAPM)RSSI区域定位和基于稳定载波链路的环境修正(EMSCL)CSI精确定位算法。实验结果表明,基于煤矿井巷信号接入点测量准确度和可信载波链路的有效判断,提出的ABAPM与EMSCL联合定位算法较好地解决了煤矿井巷中存在的信号接入点被移动物体遮挡、载波链路不稳定、离线环境与在线环境变化等问题,与传统RSSI与CSI算法相比,联合定位算法定位与追踪效果更佳。

深部特厚煤层综放沿空掘巷煤柱优化及巷道支护

为研究深部大采高综放工作面窄煤柱沿空掘巷巷道矿压控制问题,以国能宁煤集团枣泉煤矿2^(-2)特厚煤层130203大采高综放工作面回风巷道为背景,基于实用矿山压力理论,建立了巷道围岩内、外应力场动态结构力学模型,运用理论计算和数值计算针对不同尺寸煤柱煤体应力对比分析,将原留设15 m护巷煤柱缩小至5 m进行了煤柱优化。结果表明:在稳定的内应力场掘巷有利于巷道的稳定性,避免了顶板事故及冲击地压相关灾害的发生,现场5 m小煤柱护巷工程应用中,130203回风巷道小煤柱侧变形量为1050 mm,实体煤帮变形量为400 mm,两帮呈现不对称性变形,底板局部底鼓量为1400 mm;深部特厚煤层综放开采沿空掘巷采用5 m小煤柱护巷方案设计正确,极大改善了巷道围岩的应力环境,整体设计满足生产要求,现场应用良好。130203工作面小煤柱沿空掘巷技术成功应用,为矿井开采提供了可靠的科学依据。

基于FTA和AHP的煤矿悬臂式掘进机截割系统故障分析与可靠性研究

掘进机是煤矿井下巷道掘进的重要设备之一,作业中面临着地质结构复杂、工作环境差、作业强度较大等情况,其截割部容易在作业过程中损坏或出现故障。基于此,以掘进机截割部常见故障为研究对象,以故障树分析法和层次分析法作为理论依据进行研究。通过故障树分析法,确定了19个基础故障点;通过层次分析法,建立了由三个中间层和九个决定层组成的评价体系,并根据数学分析和计算,确定了各个因素对掘进机截割部可靠性影响的权重。将故障树和层次分析法相结合,可以为掘进机截割部故障诊断和可靠性评价提供较为客观、科学的方式。

复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用

本文深入研究了复杂地质条件下煤矿掘进支护技术的应用,详细探讨了直接破顶支护、锚杆与U型钢联合支护及超前支护技术。通过实际案例验证了这些技术在提高巷道安全性和稳定性方面的有效性,强调了合理选择掘进支护设备、科学选择截齿、完善支护配套系统和应用混合智能系统等关键要点。研究结果对提高煤矿掘进效率、安全性,推动煤矿产业可持续发展具有实质性意义。

煤矿巷道快速掘进支护方案优化路径研究

主要研究了煤矿巷道快速掘进支护方案的优化路径。通过介绍煤矿巷道快速掘进工程概况和评估原支护方案,建立了相应的数学模型。在快速掘进工作面支护方案优化方面,重点优化了支护参数和施工工艺,并通过稳定性分析和支护效果分析,评估了优化方案的效果。研究结果表明,通过优化支护参数和施工工艺,可以提高巷道的稳定性和安全性,实现巷道的快速掘进。研究为煤矿巷道快速掘进支护方案的优化提供了一条可行的路径,通过科学的支护设计和施工工艺优化,煤矿巷道的快速掘进将更加高效和安全。

掘进巷道过断层破碎带联合支护技术研究

结合某矿掘进巷道过断层破碎带的结构构成情况提出联合支护技术要点,通过采取预注浆、U型钢架棚以及钢网喷联合支护工作方法,提高断层破碎带的支护工的效果,有效控制顺槽顶板的下沉速率,保证整个巷道掘进环境的安全性,为后续类似工作开展提供相关参考和借鉴。

煤矿巷道快速掘进工艺研究

煤炭资源是中国的重要资源之一,煤炭采掘主要依赖于巷道快速掘进工艺。然而,当前的巷道掘进工艺在提高采煤效率的同时,也存在着安全隐患、污染等问题。因此,有必要研究开发新的煤矿巷道快速掘进工艺,以提高采煤效率、降低采掘成本、减少污染、保障煤炭采掘的安全性。分析了影响煤矿巷道掘进速度的主要因素,通过阐述掘进施工过程使用的掘进机械和支护结构,提出了有针对性的改进和优化措施,以期为煤矿巷道快速掘进作业提供一定的理论和实践指导。

煤矿巷道掘进技术与装备的现状及发展趋势

煤矿巷道掘进技术与装备直接影响开采环境的稳定性、安全性,同时决定着煤矿的生产效率,因此,有必要进一步分析、研究中国煤矿巷道掘进技术与装备的现状及未来的发展趋势,为煤炭行业进一步发展提供可靠性的参考。主要介绍了巷道掘进技术与装备的现状,探究了目前存在的问题,给出具有针对性的建议,同时简单分析了巷道掘进技术与装备未来的发展方向。

正帮煤业采煤工作面巷道支护参数优化分析

以正帮煤业为研究案例,结合煤矿地质特点实施采煤工作面支护参数优化设计。具体设计中结合正帮煤业地质特点,介绍5种采煤工作面支护参数优化设计方案,并通过数值仿真分析的方式进行对比分析,进而获取到最佳巷道支护参数优化设计,最终将参数优化设计应用于工程实践确认该设计具有较高应用价值。

煤矿工程中巷道掘进和支护技术分析

深入探讨煤矿工程中巷道掘进与支护技术的基础理论、技术关联、优化与创新。阐述巷道掘进与支护的基本概念、分类、特点、主要方法及原理,分析了两者之间的相互影响与匹配原则,并指出了掘进与支护过程中的常见问题及预防措施。提出掘进与支护技术的匹配原则对确保煤矿工程的高效与安全至关重要,需根据具体地质条件灵活选择适当的掘进方法和支护方式。针对复杂多变的地质环境,锚杆支护、金属支架和喷射混凝土等技术在不同地质条件下表现出良好的适应性,有效提升了巷道的稳定性和安全性。旨在全面分析煤矿巷道掘进与支护技术的基础理论、技术关联及优化创新方向,以期为煤矿工程的安全高效生产提供有力支持。

综采工作面回采巷道超前支护研究

为提高综采工作面回采巷道超前支护效果,依据21503综采工作面现场条件,提出采用单体式液压支架代替以往的单体+金属顶梁支护方式,并通过巷道内布置的单轨吊实现单体式支架快速移动。对现场支护用的单体式支架技术参数、布置方案、操作方式等进行分析。现场应用后,单体式支架可实现回风巷超前支护段顶板支护,在提高超前支护段顶板管理效果、降低劳动强度等方面显现出明显优势,现场取得较为显著的应用成果。

锦界煤矿3111运输顺槽进口掘锚机侧帮支护能力适应性研究

为了提高进口掘锚机支护的适应能力,依据锦界煤矿3111运输顺槽的工作断面尺寸,对进口掘锚机侧帮的支护能力进行了适应性设计。通过提高钻架的移动距离实现了进口掘锚机侧帮支护范围的调整,通过对钻架工作过程中存在的振动现象分析并采用撑杆的方式提高了钻架工作过程中的稳定性,通过对进口掘锚机钻架升降机构进行结构改进避免了钻架上下运动的干涉现象,进而设计了狭小空间大行程的钻架升降油缸达到了钻架升降的目的。经过改进后最终满足了锦界煤矿3111运输顺槽的大断面巷道支护,提高了掘锚机支护的适应能力。

深部区域破碎围岩开拓巷道围岩控制技术研究

以深部煤矿开采工作为例展开分析和研究,重点提出煤矿开采过程中深部区域破碎围岩开拓巷道的围岩控制技术方法,保证巷道结构的安全性和稳定性,实现整个开采工作的安全有序开展,避免产生严重的安全隐患问题,实现煤矿开采工作的良好经济效益和社会效益,同时为后续类似工作的顺利实施提供相关参考和借鉴。

煤矿巷道掘进支护存在的问题及优化提升措施分析

文章针对蒋庄煤矿轨道大巷出现的大变形破坏问题,分析了导致巷道变形破坏的主要因素是地应力较大、巷道支护方式不科学、地下水影响等因素,并结合巷道所处地质特点和支护需求,针对性提出了“锚网索喷+注浆+环形支架”复合型支护方式,从巷道返修支护实践来看,巷道稳定性得到了充分的保证,对类似巷道支护有一定的借鉴作用。