Comprehensive safety factor of roof in goaf underdeep high stress

The safety factor of roof under deep high stress is a quantitative index for evaluating roof stability.Based on the failure mode of surrounding rock of stope roof,the mechanics model of goaf roof is constructed,and the internal force of roof is deduced by the theory of hingeless arch.The calculation method of roof safety factor(K)under the environment of deep mining is proposed in view of compression failure and shear failure of roof.The calculation formulas of shear safety factor(K1),compression safety factor(K2)and comprehensive safety factor(K)of roof are given.The influence of stope span and roof thickness on roof stability is considered in this paper.The results show that when the roof thickness remains constant,the roof safety factor decreases with the increasing of the stope span;when the stope span remains constant,the roof safety factor increases with the increasing of the roof thickness.The deep mining example shows that when the stope span is 30 m and the roof thickness is 10 m,the roof comprehensive safety factor is 1.12,which indicates the roof is in a stable state.

基于能源保供的黄河流域煤炭资源开发与产量预测分析

黄河流域地区煤炭资源储量丰富,但存在植被覆盖率低、水资源利用水平差、受洪涝灾害威胁、省际发展不均衡、经济社会发展相对滞后、高质量发展局面尚未完全形成等问题。为系统认识黄河流域煤炭资源开发现状,服务能源保障安全,在充分调研黄河流域煤炭资源分布情况的基础上,围绕资源赋存、生产现状、开发强度、产销供需等主要方面分析了区域煤炭资源开发现状,综合发展潜力、社会需求和水资源利用等因素对相关区域的煤炭产量进行预测,探寻煤炭生产量的规律。结果表明:煤炭资源现状主产区煤炭产量增速总体放缓,在能源保供的基础上从严控制煤炭产能和产量、坚持高质量发展、淘汰落后产能、持续推动产业升级是煤炭产业的发展方向。

机械冲击条件下锂离子蓄电池安全性分析

煤矿井下环境恶劣且空间狭小,锂离子蓄电池容易遭受外部的物理冲击或损害,引发安全事故。以100 A·h矿用锰酸锂离子蓄电池作为研究对象,对该电池进行针刺、高温、潮湿试验,分析电池的安全性能。通过针刺试验模拟煤矿井下环境中潜在的机械冲击,用尖锐物体刺入电池,观察电池在极端条件下的反应。使用炉箱和湿度控制环境箱模拟煤矿井下的高温和潮湿环境,对针刺后的电池实施试验,评估电池在煤矿井下极端环境中的安全性和可靠性。试验结果表明:①电池被钨针刺穿后,表面出现一定变形和破裂,但未出现电解质泄漏的情况,同时电池并未出现冒烟、起火、爆炸等危险情况,内部也没有气体产生。被钨针刺穿后,电池温度显著上升,但能控制在安全范围内且没有引发燃烧或爆炸,说明该电池在煤矿井下应用中具有一定的热稳定性。②被刺穿电池在炉箱加热后显著膨胀,并伴随有气体泄漏的现象,但尚未引发爆炸或燃烧,说明电池在特定条件下具有一定的热稳定性。③在潮湿环境下,被刺穿电池产生气体,增加了内部压力,在刺穿和潮湿的双重影响下,使得电池温度增加,但因为潮湿环境中的水分起到一定的冷却作用,与高温环境下相比,电池温度上升趋势较为缓慢,且仍未引发爆炸或燃烧,说明电池在潮湿环境下仍具有热稳定性,不会出现热失控现象。

煤矿“一通三防”及大采高综采工作面通风技术的改进研究

井下通风条件符合煤矿安全规程的要求,不仅可以为井下工作人员提供充足的新鲜空气和良好的气候条件,还可以冲淡和排除煤矿瓦斯等有毒、有害气体及浮游粉尘,瓦斯、煤尘和火灾都不会随意“兴妖作怪”。所以,“一通三防”便成为煤矿安全生产的重中之重。寺河煤矿的5306综采工作面采用的是一次性采全高大采高采煤工艺,单产产量高,生产强度大,综采工作面在生产期间的瓦斯绝对涌出量高,极容易造成瓦斯超限问题,“三防”问题非常突出。论述了矿井通风的基本任务和重要性,强调了通风设施的技术要求,详细叙述了寺河矿5306工作面的通风技术改进试验的过程,并对改进结果进行了检查分析。

论科学采矿

针对我国煤炭产业现状与产业特点,提出了科学采矿的理念,全面阐述了科学采矿的内涵以及实现科学采矿对煤炭成本与价格及国民经济的影响.科学采矿是指实现既能最大限度地高效采出煤炭资源而又保证安全和保护环境的开采技术,科学采矿主要包括机械化高效开采、绿色开采、安全开采及提高资源回采率等方面.为了使煤炭开采业健康发展必须实现科学采矿.要实现科学采矿,必然要求实行煤炭完全成本化,即煤炭成本应包括生产成本、安全成本、环境成本、资源成本、发展成本等方面.煤炭完全成本化将对煤炭价格与市场及国民经济产生重大影响.

薄煤层无人工作面自动化开采技术应用

针对某矿薄煤层保护层安全高效开采的需求,提出了对其2号薄煤层进行上保护层无人工作面开采的设计方案;根据2号薄煤层22201首采保护层工作面的实际情况,给出了22201无人工作面的采煤机、液压支架、刮板输送机的配套选型,详细介绍了22201无人工作面自动化控制系统的网络结构及采煤工艺。现场工业性试验结果表明,该方案可自动完成割煤、移架、推刮板输送机和顶板支护等生产流程,实现了薄煤层工作面的自动化开采。

某露天矿岩质高边坡地震动力响应及稳定性分析

地震作用下边坡动力响应及稳定性研究近年来受到工程界和学术界的普遍关注。借助ANSYS程序采用以下方法分析某露天矿岩质高边坡地震动力响应及其稳定性:首先进行静力有限元分析,确立初始应力场,判断可能的滑移面;然后进行边坡动力响应分析,研究了应力、位移、速度和加速度的动力响应结果;最后引用单元安全度的概念计算评价坡体重点部位的局部稳定性,在此基础上计算滑裂面安全系数评价边坡整体稳定性,并用拟静力法进行校验。计算取得了比较满意的结果,为该边坡动力安全评价提供了科学依据。

三山岛金矿海底高效开采工业试验

国内外海下开采的矿山很少,三山岛金矿新立矿区属于我国第一个海下开采的金属矿山,有必要对海底金属安全开采进行全面的研究。根据矿区生产实际和国内外开采相关经验,提出了脉外采准岩层微扰低沉降房柱式分层充填采矿法,选择了合理的采准方案和回采顺序。工业试验结果表明,脉外采准岩层微扰低沉降房柱式分层充填采矿法具有作业面多、单位面积开采强度大、采矿效率高等显著优点,对海下开采具有重大意义,有着显著的经济效益和社会效益。

大倾角采煤工作面设备稳定与安全技术研究

针对大倾角采煤工作面容易出现支架下滑和倾倒、刮板输送机下窜、大块煤矸沿刮板输送机滚落等现象,研究了大倾角采煤工作面设备的整体稳定与合理的安全技术措施。在芦沟煤矿22031大倾角采煤工作面实践过程中,以理论计算与现场分析为基础,采用"整体托梁+五柱支撑+导向限位板"措施,解决了支架的下滑、支撑和咬架问题;采用"下顶上拉+导链"措施解决了刮板输送机下窜问题;采用"防滚矸弹板+挡矸链+挡矸板"的措施解决了大块煤矸沿刮板输送机滚落的问题,为大倾角工作面安全生产提供了可行的技术保障。

大倾角煤层综合机械化开采关键技术研究

大倾角煤层开采在我国部分矿区大量实践,并具有广泛的发展前景。通过对我国大倾角煤层采煤方法的发展历程和大倾角煤层综合机械化开采现状的分析及评价,指出了大倾角综采工作面实现"安全、高产、高效"开采的关键技术点在于:①系统掌握大倾角煤层采场矿压显现规律;②进一步革新采煤方法;③提高工作面综采设备的稳定性。并对解决大倾角厚及中厚煤层综合机械化开采关键技术难题的可行途径进行了探讨,提出了从研究矿山压力规律入手、发展创新采煤方法和优化工作面"三机"配套的综合解决方案,为大倾角煤层的优化开采提供了依据。

掘进巷道隔热分流排热降温技术的理论与实践研究

随着矿井开采深度的不断增加,热害已成为了继矿井五大灾害后的又一灾害,高温矿井中掘进工作面的热害最为突出。惯用的加大通风量的方法已无法满足降温要求,而采用空调降温电耗成本又太高,因此,采用绝热方法降温很有必要。运用流体力学和传热学的理论,在掘进巷道设置主、副巷道以改变巷道的传热结构和风流结构,实现了非人工制冷降温。得出选用性能良好的隔热材料、合理设置副巷道的宽度和对副巷道风流进行层流控制,是获得良好降温效果的关键,并给出了实现副巷道风流为层流状态的准则判别式及范围,导出了设置隔热板前后的热阻计算公式。唐洞煤矿的实践证明,掘进巷道采用隔热分流排热降温技术后,局部通风机送入掘进工作面的风流温度降低了2.5℃;单个人体获得的辐射热从得热56 W变成了失热27W;由隔热板、副巷道及围岩形成的复合传热结构的热阻增加了42.64%;主巷道中的风流温度降低了5.5℃。这表明掘进巷道隔热分流排热降温效果很好,有推广价值。

美国快速推进长壁工作面开采设备发展现状

介绍了美国现代快速推进长壁工作面与设备发展现状,尤其是进入21世纪的发展情况。美国现代快速推进工作面与设备全国平均发展水平较高,各矿井差距较小;而我国工作面生产与技术装备水平表现为在地质条件优越的矿区达到甚至超过世界先进水平,无论是设备装备还是安全工效方面均取得较高的成就,但是在地质条件较差的矿区或是老矿区,煤矿装备与安全效能与美国还有较大差距。工作面发展水平严重不平衡是我国煤矿与美国煤矿的重要差距,进一步提高工作面装配水平与安全管理水平是我国煤矿发展的重要方向。

高应力矿山回采顺序优化模拟与分析

青海格尔木锡铁山铅锌矿为高原高应力矿山,在回采过程中受到围岩应力较大,严重影响矿山的安全回采。通过运用数值模拟软件对高地应力状态矿山按照顺序依次回采、"隔一采一"、由中间向两边采的3种矿房回采方案和6种矿柱回采方案进行数值模拟计算,对照回采各方案围岩应力动态变化情况,比较各回采方案的优劣,并得出较优的回采顺序,对高应力矿山安全生产具有重要的推广应用价值。

“高科技煤矿”信息化建设的战略思考及关键技术

在相当长的时间内,煤炭仍将是我国的主要能源,逐步实现对我国煤炭工业的现代化改造,最终形成少人或无人的高科技矿山就是时代赋予我们的艰巨任务。基于先进的机电一体化技术、计算机技术、通讯技术、空间信息技术、煤矿专有技术是实现煤矿现代化管理和安全生产的惟一道路。以高科技采矿的理念为指导,结合我国煤炭工业信息化建设取得的成果、存在的问题以及行业发展的战略规划,阐述了数字煤矿、智慧煤矿、少人或无人煤矿的科学内涵和系统架构,并对高科技采矿涉及的部分核心技术和关键问题进行了探讨,为高科技煤矿建设提供了可供研讨的思路和方法。

淮北矿区“三软”极复杂煤层综采技术研究与实践

针对淮北矿区"三软"极复杂煤层赋存条件,经过近40a综合机械化开采技术的研究、试验和推广,集成创新了一套适合于该复杂条件较薄煤层、中厚煤层、厚煤层、特厚煤层和近距离厚煤层的综采关键技术,探索了一条极复杂条件矿区高产、高效和安全开采的有效途径,大幅度提高了矿区采掘机械化水平和效率,实现了"三软"极复杂煤层的安全高效综采,发展了综采技术。

高海拔矿山掘进工作面尾气运移规律数值模拟

为了综合描述高海拔矿井掘进工程中内燃机尾气污染的影响范围和扩散规律,为高原矿井掘进工程施工过程中的通风方案设计提供需风量等关键数据,在对高原作业条件下内燃机械的工况与排放规律进行测定分析的基础上,采用Fluent软件对工作面的尾气运移规律进行了数值模拟,得出了掘进工作面需风量与内燃机工作功率之间的量化关系。结果表明:高海拔矿山掘进工作面的主要污染源为内燃机燃烧不充分所造成的CO排放,且其排放量在内燃机额定工况范围内随转速增大而增加;通过数值模拟过程可以得出巷道中风筒出口需风量与内燃机功率呈正相关性,因而高海拔地区矿山的掘进工程中,可以通过增大压入式通风量的方法解决巷道内尾气污染问题。

蒙库铁矿高陡边坡稳定性影响因素分析与安全控制措施

本文以新疆蒙库铁矿矿山高陡边坡为研究对象,对边坡稳定性的影响因素(岩性、结构面、几何特性、软弱夹层、爆破振动与冻融循环作用)进行了分析,在此基础上针对蒙库铁矿边坡工程实际提出了该高陡边坡的安全控制措施,并强调指出安全控制措施的制定应以"预防性安全控制措施为主,必要的工程加固为辅"为原则,其中预防性安全控制措施主要包括边坡巡查、监测预警、控制爆破、冻融效应阻隔等,工程加固措施主要包括柔性防护和喷锚网加固。

煤巷高冒区高温区域判定及其防治技术研究

在分析高冒区松散煤体赋存状态基础上,以平煤十三矿11111巷道高冒区为例,应用FLUENT软件模拟高冒区温度场,根据模拟结果,确定高冒区高温区域,并结合传热、传质理论分析了高冒区松散煤体自燃过程。最后根据判定的高冒区高温区域,提出了利用复合发泡充填材料防治高冒区高温区域的方法。研究表明:高冒区内,高温点出现在高冒区中部;复合发泡充填材料在防治高冒区松散煤体自燃方面是有效的。

数字化矿山现状及发展展望

针对国内数字化矿山建设还处于起步阶段的现状,总结了国内外数字化矿山发展进程和存在的问题,提出了智能安全、智能生产和智能物流等数字化矿山的发展思路。通过分析国内外数字化矿山建设中存在的理念多样、缺乏整体性、缺乏安全保障体系、缺少信息融合等问题,提出今后还需要进一步研究数字化矿山技术标准和规范、新型传感与智能化装备、数字化矿山综合软件平台、矿山安全保障环节等关键技术,提出数字化矿山的发展将从简单的数据集中转变为对重点关注数据的利用,未来数字化矿山将为煤炭企业的安全、高效和绿色生产提供有力保障。

高位硬厚岩层影响下矿震发生规律及预测

为系统有效地预防灾害性矿震,以东滩煤矿43上13工作面为背景,运用理论分析、数据和统计分析等方法,研究了高位硬厚岩层影响下灾害性矿震的机理和发生规律,在此基础上对43上13工作面剩余部分矿震危险做出预测。高位硬厚岩层条件下发生矿震的根本原因是硬岩运动释放较大能量与采动应力在老顶附近相遇并叠加,可能诱发冲击破坏。东滩煤矿43上13工作面高位砂砾岩运动为矿震发生提供巨大动力源,是主导矿震的关键因素。从震源与断层关系可以看出震源有沿断层展布而分布的特征。大矿震发生前后的支架阻力异常不稳定,振幅增大,频率增高,往往经历一段时间的蓄能期,矿震发生具有明显的周期特性,这种周期特性在东滩煤矿43上13工作面表现为100 m的大周期内存在50 m的小周期,1个大周期大致对应6个基本顶周期来压;1个小周期大致对应3个基本顶周期来压,大小周期内分别发生4次和2次左右高能矿震。工作面开采速度过大或剧烈变化会导致强矿震的发生,回采过程中要格外注意对开采速度的限制并尽量保持匀速开采。最后将矿震预测结果与现场实际情况进行了对比验证。