基于流态转捩的非线性渗流模型及在陷落柱突水机理分析中的应用

岩溶陷落柱突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于陷落柱突水过程中流体流态转捩(含水层层流到巷道紊流)的渗流本质,建立了三流场(Darcy层流、Forchheimer流和N-S紊流)耦合非线性渗流模型,并应用于骆驼山煤矿"3·1"底板陷落柱突水数值模拟分析。结果表明:随着突水流体流速不断增大,陷落柱Forchheimer流由黏滞阻力为主,到黏滞阻力和惯性阻力共同作用,最后到惯性阻力为主发生了质的变化,陷落柱突水是流体渗流从渐变到突变的动态过程。进一步表明采用Forchheimer方程描述陷落柱内高速非线性层流,能够较好地反映水流从含水层达西层流到巷道紊流的中间状态,可以定量揭示陷落柱突水三种流态转捩的渗流本质。

骆驼山煤矿不同含水层水中荧光性DOM分布特征

结合骆驼山煤矿不同含水层水文地质条件，通过检测分析各含水层水中天然有机质三维荧光光谱、总有机碳TOC和无机阴离子，研究了荧光性溶解有机物（Dissolved Organic Matter，DOM）的分布特征，结果表明：TOC和有机物在254 mm波长紫外光下的吸光度 UV254整体上随着含水层层位加深而减少，奥灰水中TOC和UV254比其他水体分别低2~3.3倍和2.4~4.7倍；有机物芳香度也逐渐降低，紫外吸光度SUVA值在地表水、第四系水、砂岩水和奥灰水中分别为3.28、2.27、2.24和1.96。地表水和第四系水的三维荧光光谱（3DEEM）图存在5个指纹区域，随着地层层位的加深，水中有机物总体上呈递减趋势，最深层的奥灰水中没有酪氨酸、疏水性有机酸和海洋性腐植酸，而色氨酸的荧光强度比其他水体都高，表明地下水中有机物会反应生成色氨酸类有机物。奥灰水中TOC随着地下水流向逐渐减少（从0.27 mg/L减少至0.22 mg/L）；有机物反应生成色氨酸，导致色氨酸FI随着水流而逐渐增加；根据3DEEM光谱图，骆驼山煤矿区奥灰水中有机物比较稳定，能够明显区分出其作为突水水源的特征离子。

骆驼山煤矿辅助运输系统优化设计

矿井辅助运输系统是矿井生产系统的重要组成部分,选择适合矿井的辅助运输系统,是保证矿井高效生产的重要条件。骆驼山煤矿建井周期长,设计审批变更多,导致矿井辅助运输系统较为复杂。根据骆驼山煤矿辅助运输条件及现有施工情况,提出无轨胶轮车+单轨吊运和全无轨胶轮车2种切实可行的优化方案,并通过经济技术分析,将井下辅助运输系统最终确定为无轨胶轮车+单轨吊运输方案。辅助运输系统设计主要受辅助运输巷道和辅助运输设备影响,设计须因地制宜,择优确定,通过对本矿井辅助运输系统的优化设计,可以为其他煤矿提供借鉴。