复合破碎工作面回撤巷道围岩注浆加固

回撤巷道施工是矿井工作面安全生产的重要环节,而复合破碎工作面片帮严重、易冒落,会对回撤面作业造成重大安全隐患。为解决回撤巷道顶板在复合破碎条件下受压变形管理难度大、片帮严重、易冒落等问题,选取下峪口煤矿23308工作面机掘回撤面为注浆加固试验地点,从注浆材料性能、注浆施工设计及效果性评价3个方面综合研究,研发出一种低反应温度、高强度的矿用复合注浆加固材料SCPJG-2。实践表明,该围岩注浆加固新技术可以有效解决破碎顶板工作面回撤巷道巷道施工困难的问题,能够为该地区同类型地质条件下的围岩加固施工提供更为有利高效的新技术。

综放工作面顶板灾害类型和发生机制及防治技术

综放工作面采出煤层厚度大,上覆岩层活动空间大,易发生顶板事故。为理解综放工作面顶板灾害发生机制,统计分析了部分煤矿综放工作面顶板灾害案例,按顶板条件及灾害特征将综放工作面顶板灾害分为松软顶板大面积切顶压架和坚硬顶板大面积垮落及压架2类。分别以崔木煤矿和曹家滩煤矿综放工作面为例,分析了2类顶板灾害发生特点,提出了相应顶板灾害发生机制:松软顶板工作面顶板胶结性弱,支架实际刚度不足致使顶板在煤壁处断裂,破断后易失稳,同时支架支护强度不足,最终导致切顶压架灾害;坚硬顶板工作面顶板整体性好,不易破断,悬顶到一定极限突然破断,对支架造成冲击,若断裂线在煤壁处则极易导致工作面切顶压架。结合工程实践,提出了2类顶板灾害防治技术措施:对于松软顶板综放工作面采取合理提高支架刚度、支护效率以及工作面推进速度,加强预警等手段预防大面积切顶压架灾害;对于坚硬顶板工作面除加强支架管理、合理开采设计等,还需从顶板改性入手,如采用井下区域水力压裂技术弱化顶板,防治顶板大面积垮落和压架灾害。

基于能量计算的预掘回撤通道顶板下沉量分析

采用预掘回撤通道技术的综采工作面在末采阶段易发生顶板大变形而引发压架事故。本文基于工作面贯通后的3种基本顶破坏形式,建立了不同的回撤通道顶板力学模型,通过分析顶板变形过程中的能量释放与做功过程,求得不同基本顶破坏形式下的回撤通道直接顶下沉量。结合张家峁煤矿N14201工作面回撤通道顶板大变形案例,分析了不同顶板力学模型的影响因素,发现基本顶破断位置、关键块及其上覆岩层厚度、关键块回转角和支护强度对回撤通道顶板下沉量影响显著,确定了张家峁煤矿N14201工作面发生压架事故的原因,即基本顶在保护煤柱上方4~6 m范围内破断以及上部3^(-1)煤层开采导致主关键层破断失稳。

小常煤业静态破碎剂致裂顶板技术研究

针对矿井坚硬顶板垮落难度大的问题,以晋能控股集团小常煤业30217运输巷为工程背景,运用静态破碎剂(简称SCA)致裂顶板。通过实验分析、数值模拟和工程实践相结合研究SCA的致裂效果。结果表明:SCA的径向膨胀压随着钢管内径的增大而增大,一般钢管底部的径向膨胀压大于中部,钢管内径越大,钢管底部与中部的径向膨胀压差值越大,当钢管的内径相同时,钢管的径向膨胀压随着约束程度的增大也增大;SCA作用后,30217运输巷顶板下沉量较之前增加约148 mm;30217运输巷预裂孔装填SCA之后,辅助30217工作面顶板垮落步距减小10 m左右。工程的成功应用对具有相同开采难题的矿井具有参考意义。

巷道破碎带区域人工假顶下支护在深部铜矿的应用

深部铜矿自1987年投产以来,随着开采深度的不断下降,巷道高地压现象明显,局部处于破碎带区域的分段运输巷道尤为突出,成巷不久随即产生片帮冒顶,严重威胁现场作业人员安全,制约采准、备采矿量按期形成,影响采场衔接。在以往支护方式出现“水土不服”支护效果不佳的情况下,结合现场实际提出的应对措施取得了一定的效果。

大断面切巷破碎顶板联合维护措施实践

煤矿开采过程中受作业环境影响,容易发生事故,不仅会影响煤矿开采作业,而且可能会造成人员伤亡,危害巨大。基于此,在对破碎顶板概述的基础上,通过工程实例,对大断面切巷破碎顶板联合维护措施进行探讨,以确保煤矿开采作业顺利进行,提高煤矿产量。

矿井掘进巷道遇顶板破碎段支护技术研究

针对晋能控股煤业集团某矿2502运输顺槽掘进过程中遇断层破碎带,存在掘进巷道顶板较难支护的问题,基于2502运输顺槽工程地质概况,通过进行数值模拟与巷道地质分析,得出了巷道围岩变化情况。根据这些情况制定了优化支护措施,取得了较好的支护效果,可为类似工况下的掘进巷道支护提供参考。

青龙寺煤矿顶板隐蔽致灾因素特征分析

顶板灾害是威胁矿井安全、高效、绿色、智能开采的主要灾害,以新民矿区青龙寺煤矿为研究对象,通过航空遥感影像分析、地面地质调查、地质钻探、钻孔地球物理测井、钻孔剖面对比分析、钻孔岩芯精细描述、岩石力学参数测试、地面沉降监测、工作面矿压数据监测等综合技术手段,综合分析煤层顶板隐蔽致灾因素类型、空间分布及其危险性。研究结果表明:煤矿存在坚硬顶板、过深沟开采、碎软-风化基岩顶板、工作面过露天采坑薄基岩开采、采空区大面积悬顶等顶板隐蔽致灾因素类型,针对上述隐蔽致灾因素提出相应的防治措施和建议。研究成果为煤矿安全、高效开采提供地质保障,为邻近矿井及相似地质条件的矿井顶板隐蔽致灾因素分析、评价提供参考。

掘进工作面过顶板破碎带支护方式研究

煤矿开采是一项复杂工作,在实际作业开展时,经常会遇到各种危害,尤其是掘进工作面过顶板可能会出现破碎带,这会对后续开采安全性造成危害,可能会引发事故。本文在介绍掘进工作面顶板破碎事故危害与引起事故的原因基础上,通过实例对掘进工作面过顶板破碎带支护方式进行分析,目的就是确保煤矿开采作业顺利进行。

工作面顶板灾害类型、监测与防治技术体系

长期以来顶板灾害在我国煤矿灾害事故中发生起数和死亡人数始终占据首位,是困扰煤矿安全生产的主要难题。笔者开展了顶板岩性、矿压显现特征和顶板灾害案例统计分析,结果表明:我国回采工作面顶板灾害主要表现为片帮冒顶、顶板大面积突然垮落和大面积切顶压架3种类型。系统分析了各类型顶板灾害的发生特点及致灾原因:片帮冒顶多发生于松软煤岩体,采煤方法不合理及管理不当的工作面;顶板大面积突然垮落一般为坚硬顶板大面积悬顶、瞬时垮落所致;大面积切顶压架主要发生在薄基岩浅埋深工作面或顶板累积下沉量大引起顶板在煤壁处断裂的工作面。针对我国顶板灾害监测与防治,建立了工作面顶板灾害全景监测预警技术架构,即采用微震监测系统监测远场顶板活动,采用矿压监测系统监测近场顶板运动,采用三维激光扫描技术监测煤壁片帮时空演化,通过监测数据系统分析,动态掌握采场围岩的活动规律和支架工况,实现顶板灾害监测预警。提出了工作面开采全过程的顶板灾害综合防治技术体系,在工作面开采前确定合理采煤方法,合理工作面布置方式,科学开采参数及优化设备选型配套,这是防治顶板灾害的核心技术;在开采过程中保持支架良好的工况辅以顶板弱化技术,进而实现工作面顶板灾害防治。

重型货车驾驶室顶压强度研究

总结了货车常见事故类型,回顾了具有较大影响力的货车被动安全法规;针对我国即将实施的《商用车驾驶室乘员保护》法规以及出口认证的需求,进行了某型货车驾驶室顶压强度试验,并在此基础上进行了仿真分析对比。仿真与试验结果比较一致,证明该驾驶室符合法规要求。

坚硬顶板大采高工作面压架事故及支架阻力分析

针对大同晋华宫煤矿坚硬顶板大采高综采工作面生产过程中发生压架事故的情况,深入分析压架事故的类型和原因,并基于大采高综采工作面覆岩结构特征,采用理论分析方法,分析得到了坚硬直接顶关键层的悬顶长度的计算方法及其影响因素;对大采高坚硬顶板综采工作面支架工作阻力的确定进行了载荷估算法的修正算法;并根据修正结果及地质条件,计算得到了402盘区工作面支架的合理工作阻力为12 184 kN,支护强度为1.22 MPa,同时确定了合理的支架架型;通过工业性试验,实测分析了所选支架的适应性,结果表明了理论分析计算结果和所选架型的合理性,保障了402盘区大采高综采工作面的安全高效开采。

基于车顶抗压强度的房车结构设计与优化

针对目前房车设计缺少相关标准和法规依据的现状,首先根据市场定位选定基础车型,进行车身造型和车厢结构设计;参考GB 26134—2010和FMVSS 216a等标准,对顶部结构进行正中施压和偏置施压的仿真分析,进行框架布局和板件厚度多目标优化,并对优化结果进行自由模态和刚度的验证。结果表明:该方法不仅对房车改型设计有一定的指导意义,同时能够实现房车顶部承压结构的优化,具有较高的工程实用性。

大采高综采破碎顶板液压支架压架致损机理分析

针对大采高综采工作面破碎顶板条件下液压支架破损情况,对液压支架破损的原因进行了探讨。在已有的两柱掩护式支架受力力学模型的基础上,建立了支架耳座、掩护梁的受力模型。分析结果表明,在大采高顶板破碎条件下,平衡千斤顶受到支架位态的影响处于受拉状态,导致耳座与掩护梁焊接处开裂;掩护梁在上覆岩层产生的压应力作用下产生弯曲应力,弯曲应力最大位置处布设的管孔易产生应力集中,导致掩护梁产生裂纹并贯通。

静态破碎技术处理高瓦斯矿井巷道悬顶的研究与应用

针对高瓦斯矿井回采工作面弧形三角区内临采空区巷道顶板悬顶距离过大的问题,提出用静态破碎处理的技术方案。在分析静态破碎的破岩机理基础上,利用声发射定位技术研究了破碎剂在石灰岩中的裂纹演化规律,结合阳煤集团三矿K8113工作面的实际情况,提出了回采巷道顶板静态破碎方案与技术参数,并进行了现场试验。工业性试验的结果表明:经过静态破碎技术处理回采巷道临采空区顶板悬顶以后,较之前相比可有效减小悬顶距离36%左右,满足了安全生产的要求。

基于自适应响应面法的车身结构轻量化设计

依据现代设计理论和方法,对在承受顶部加压工况下的乘用车的车身结构进行轻量化设计。在车身结构轻量化设计过程中,采用正交实验设计进行样本取样,根据所得样本数据,利用移动最小二乘法构建回归模型,同时为了避免传统响应面法完全依赖于最开始选定的实验点的问题,而选取自适应响应面法为优化手段。利用HyperStudy软件进行优化求解,得到优化后的部件厚度分别为2.0、1.2、1.7、0.5 mm。通过验证,在保证车身顶部安全性能不损失的前提下,使得部件总质量降低了2.23%。

复合顶板条件下短壁开采冒顶压架事故分析及预防措施

针对短壁开采工艺与装备在复合顶板条件下适应性差、配套不合理的问题,在安家岭井工二矿边角煤顶板存在风氧化煤的条件下设计了24206短壁开采工作面,并针对实际回采过程中发生的冒顶压架事故,分析了其产生原因,提出了预防措施,有效的解决了复合顶板条件下边角煤的回采问题。

相关零部件强度对车顶抗压性能的影响

针对丰田Yaris车型,利用LS-DYNA软件分析了A柱、B柱、上横梁、顶盖第一横梁、顶盖第二横梁等部件厚度不同时的车顶抗压性能,并用Matlab对仿真结果进行了三次样条曲线插值分析,得到了各部件料厚变化时车顶抗压性能大小的曲线,以及各个部件对车顶抗压性能的影响。

永陇矿区松软富水顶板灾变机理与防控研究

针对黄陇侏罗纪煤田采场出水压架灾害频发的现状,以永陇矿区4个综放工作面为工程背景,围绕松软富水地层覆岩破断与顶板来压特征、离层水致灾机理及灾害预警防控开展了现场跟班实测与理论研究。研究结果表明:覆岩关键层运移破断与采场矿压及离层水害存在因果关系。由于破断步距大、控制岩层组厚度大,复合关键层破断导致采场大周期来压显现异常强烈;所控岩层组断裂下沉后在洛河组含水层底部产生离层空间。受到离层水压和含水层持续补给等双重作用,离层积水越层下泄引发采场出水。基于以上认识,在实践中探索并完善了离层水害防控对策,构建了以"大周期来压、支架阻力高位预警、水位降速、宏观矿压显现异常"为主的出水压架预警机制;建立了以危险区域划分、采放工艺优化及工作面日常管控为主的防控体系。研究成果已成功指导了多个工作面的顶板水害防控,对类似地层条件的矿井具有良好的示范效应。

基于新顶压法规的仿真精度分析与优化

针对目前顶压仿真精度较差,无法有效指导新车开发与过法规整改的问题,基于某微型面包车进行顶压仿真精度研究与过法规优化。首先,通过考虑风挡玻璃在顶压仿真过程中的破裂失效行为,实现顶压过程中车顶变形模式的准确模拟。其次,探索加载速度对顶压仿真精度的影响,并结合车顶结构的最低阶模态频率确定合理的顶压仿真加载速度,在保证仿真精度的前提下显著提升了顶压的仿真效率。最后,通过传力路径分析方法确定主要受力部件并进行结构优化,通过关键部件的材料、料厚的合理匹配,在保证顶压性能的情况下,使车身质量仅增加3.16 kg。