Study on the characteristics of ground pressure behaviors in working face with great mining height at different advance speeds by similarity model experiment

Presently most of research results on strata behaviors were concluded under the normal （moderate） advance rate conditions. Comparing with normal advance rate, fast advance rate and slow advance rate may cause some new changes of strata behaviors. The characteristics of ground pressure behaviors in working face with great mining height at different forward speeds were studied by similarity model experiment in laboratory. Its conclusion provides a theoretic basis for ground pressure controlling.

Key technology study on pillar mining under the system of room and pillar mining

Taken taifeng coal mine in Mongolia for example, discussed the stability and controllability about advance pillars which locate at the front of working face and makes simulation on pillar with the software UDEC3.1. The failure styles of advance pillars are shear failure and compression failure through analyzing the stability of advance pillars. The paper concludes that can protect advance pillars from shear failure by controlling coefficient of volumetric expansion of mining field rock and supports＇ working resistance and can also protect it from compression failure by advance supporting, increasing setting pressure and working resistance. Two advance pillars are influenced and the main failure form is compression failure through the numerical simulation.

任楼煤矿工作面机巷超前支护技术研究

为了解决任楼煤矿Ⅱ8224N工作面机巷存在顶板极易碎胀、围岩破碎等问题,采用钻孔窥视的方法获得了工作面巷道围岩松动圈发育规律,设计了工作面(注浆)锚索式超前支护技术方案,建立了围岩支承结构力学模型计算了围岩支承力,并利用工业性试验对超前支护技术方案进行现场验证。研究结果表明:机巷顶板的完整性好,其中顶板浅部主要发育横向裂隙,裂隙较小,无明显破碎区发育,无明显离层现象;顶板深部零星发育微小纵向微细裂纹,裂隙长度较短。建立了主动式超前支护围岩稳定支护力学模型,结合工作面机巷原锚杆(索)支护技术方案,提出了分阶段超前支护技术方案。在工作面机巷开展工业性试验,验证了主动式超前支护锚索支护性能发挥良好,围岩稳定控制效果较好。研究成果可为其他矿井相似工作面回采巷道提供一定的借鉴意义。

浅埋深线圈瞬变电磁场超前探测响应及应用

为有效识别隧道工作面前方采空区、岩溶、导水裂隙带等不良地质情况,预防隧道开挖透水事故,开展浅埋深线圈瞬变电磁理论在隧道超前探测中应用的研究。首先,利用COMSOL软件建立浅埋深线圈超前探测模型,研究工作面前方不同方位电磁场的传播特性和异常响应特征;然后,以青岛地铁13号线嘉陵江路站-香江路站区间隧道工程为例,验证浅埋深线圈瞬变电磁法识别异常体的可行性。结果表明:浅埋深瞬变电磁法可有效识别工作面前方不同位置的低阻异常体;不同方位异常体对于电场响应的影响主要体现在响应强度上;瞬变电磁场可有效区别出空气域和岩体域,但受空气域的影响,电磁场在近地表的高阻围岩中衰减速度加快,导致在反演分析中实际探测工作存在高阻异常。

大倾角工作面两巷端头超前支护研究

提供了6种应用于大倾角工作面两巷端头超前支护方案,详细介绍了6种支护方案的工作原理、指标分析和适用范围,并阐述了大倾角工作面两巷端头和超前支架选型原则,为同类型的两巷端头超前支护选择提供了参考依据。

大采高工作面构造区超前深孔预注浆技术的实践

在山西霍尔辛赫煤业3105工作面,针对煤层上覆泥岩层不稳定性和局部仰采造成的采高异常问题,实施了超前深孔预注浆技术。通过地震勘探和现场评估,划分了7个地质异常区域,制定了精准的钻孔布置策略,应用分次成孔和深孔封孔技术。工业性试验显示,154个钻孔共使用805.12 t注浆材料,平均每孔5.92 t,成功降低了冒顶率86%以上,显著提升了矿井的安全性和稳定性,证明了该技术在大采高工作面的有效性。

特厚煤层综放工作面超前支护评价分析

针对特厚煤层综放工作面巷道超前支护难题,以古城煤业有限公司Z107综放工作面为工程背景,对该工作面超前支护25 m范围内单体支柱工作压力进行计算分析。分析结果表明,在该工况条件下,工作面超前10 m范围内采用“一梁三柱”支护方式;工作面超前后15 m范围内,采用“一梁两柱”的单体支护形式。经验证,该支护方式满足现场安全生产需求。

掘进巷道分区特征多参量联合监测与防冲实践

根据掘进巷道冲击地压分区理论,研究了迎头滞后区域不同分区(塑性圈动态演化区与塑性圈稳定区)的冲击特征。提出了监测分区特征的多参量联合监测方案,并以纳林河二号矿井31120沿空掘进巷道为工程背景,展开现场实测。联合监测结果表明,31120工作面沿空掘进巷道迎头后方0~150 m,巷道围岩结构处于破裂调整状态,将此范围划分为塑性圈动态演化区;迎头后方150 m范围外,围岩结构趋于稳定,将此范围划分为塑性圈稳定区。进一步,选取与掘进关联性高的塑性圈动态演化区内的地音数据,对31120沿空掘进工作面合理推进速度展开分析。分析结果表明,31120工作面沿空巷道掘进期间掘进最大进尺不应超过15 m/d。研究成果可指导掘进巷道冲击地压监测及防控。

某矿巷道穿越高压富水断层破碎带综合防治水技术研究

随着浅部矿产资源的日益减少,深部开采已成为必然趋势,水文地质条件日益复杂,防治水害日益严重,水害威胁制约着矿山整体开发进度,尤其是深部井巷穿越地质条件复杂的含水层和断层裂隙水时治理难度更大。本文介绍某矿山通过采取物探、工作面注浆堵水和超前管棚支护综合治理手段穿越复杂断层破碎带的成功经验,为其他类似矿山井巷水害治理断层破碎带提供借鉴。

高强度回采的首采面一次见方期矿压规律研究

神东煤炭集团布尔台煤矿301综放工作面作为12上煤层的首采面,在一次见方期的日进尺平均达到8.35 m的高强度级别。为研究高强度回采的首采面在一次见方期的矿压规律,通过钻孔应力计、微震系统和支架压力系统进行联合监测分析。应力计监测表明,301强采动首采面在一次见方期间超前支承压力影响范围分为缓慢影响范围和剧烈影响范围;主要运输巷正帮侧9 m和副帮侧7 m范围内、辅助运输巷正帮侧15 m和副帮侧5 m范围内,受采动影响较大而易导致煤体塑性破坏,呈现帮鼓及锚杆失效等问题。由微震监测和支架压力可知,工作面在见方前后40 m时,上覆岩层运移较强烈;工作面距离见方位置越近,上覆岩层运移越强烈;在见方后30 m左右,顶板活动最剧烈,支架压力较大。

基于Pyrosim的矿井工作面火灾数值模拟研究

为了研究矿井工作面火灾的蔓延情况,以柳湾煤矿61122工作面为基础,建立了尺寸为60 m×4 m×3.2 m和100 m×4 m×3.2 m的Pyrosim模型,用来模拟火灾发生时巷道内烟气的运移规律、温度分布情况。结果表明:当风速≥2 m/s时,可以有效抑制烟流逆退,使火源上风侧区域成为安全范围。

通风系统性能测定及优化方案研究

为解决随着矿井工作面的推进及生产能力的提升,通风系统性能无法满足实际生产需求的问题,以实践生产为例,在该矿井综合情况分析的基础上,采用标准方式对矿井风速、风量、粉尘浓度以及通风机工作参数进行测定,并对其性能进行综合评价。在此基础上,提出了优化东翼和西翼风巷的具体方案,以实现该矿井通风系统的优化。

不同推速下综采工作面覆岩裂隙演化特征

为研究综采工作面不同推速下瓦斯运储区的演化特征,利用3DEC模拟软件进行模拟,分析了不同推速下采动覆岩裂隙分形维数演化规律。基于分形维数对卸压瓦斯运储区进行识别和划分,得到不同推速条件下的卸压瓦斯运储区分布及演化规律,并以此为依据优化了现场高位抽采钻孔的布置方式。结果表明,综采工作面覆岩裂隙分形维数整体随推进速度增大呈现出减小趋势,根据研究结果对试验工作面卸压瓦斯抽采钻孔进行优化设计。煤层回采期间,试验工作面高低推速区域抽采钻孔瓦斯体积分数最大均为30%以上,工作面、回风巷、上隅角瓦斯体积分数为0.18%~0.46%、0.2%~0.46%、0.25%~0.84%,均小于1%,表明了该布置方法更具合理性。

特厚煤层开采工作面推进速度对矿压显现的影响

为了研究特厚煤层综放工作面推进速度对矿压显现的影响,以同忻矿8106综放工作面为研究对象,采用数值模拟和现场监测,对不同工作面推进速度下的工作面围岩应力和支架工作阻力进行了分析,得到了工作面推进速度与矿压显现之间的关系。结果表明,工作面推进速度越快,超前支承压力峰值越高、峰值点与煤壁的距离越近,工作面来压步距越长、动载系数越大,工作面矿压显现更强。同忻矿强矿压显现在一定程度上与工作面推进速度有关,应适当降低工作面推进速度。

矿井巷道地球物理方法超前探测研究进展与展望

矿井掘进工作面地球物理方法超前探测要求准确探测巷道前方地质异常体,探测空间小,干扰大,技术要求高。从方法原理、研究现状、技术特点和仪器设备4个方面对地震方法、直流电法、瞬变电磁法、其他物探方法用于超前探测进行了总结。介绍了近几年来地球物理方法在地质构造、岩层含水性超前探测以及仪器研制等方面的最新进展,包括地震精细成像、槽波超前探测、瞬变电磁波场转换与合成孔径、直流聚焦法超前探测、磁共振超前探测、井下陷落柱等超前探测以及全空间反演和联合反演等技术。围绕提高超前探测的精度、分辨率、抗干扰能力和增加探测距离,实现精细探测,提出了掘进工作面地球物理方法超前探测的发展方向,包括完善全空间物理场基础理论、开发新技术新方法以及提高探测精度和分辨率的精细数据处理方法等。探讨了仪器装备要向实时预报、智能化、一体化、防爆、轻便化、抗干扰等方向发展。

朱仙庄矿综放面采空区“三带”范围的确定及应用

根据朱仙庄矿873综放工作面的实际情况,沿采空区倾向布置5个测点,对采空区气体成分及温度进行测定,确定出873工作面采空区自燃"三带"的范围.同时,根据通风网络理论建立了采空区滤流场的数学模型,以极限风速法为基础,利用VB与MATLAB进行混合编程编制了采空区自燃"三带"模拟软件,可直接绘制三带图并输出两条风速等值线所对应的坐标.由数值模拟得出的工作面极限推进速度与实际情况相符.最后,根据"三带"的范围确定了现场防灭火技术的实施工艺,有效地防治了采空区遗煤自燃,保证了工作面的安全回采.

黄陵智能化无人工作面开采系统集成设计与实践

基于黄陵一号煤矿十盘区1.4-2.2m较薄煤层首个智能化无人工作面开采的实践和总结,针对八盘区18-28m煤层设计了升级版智能化无人开采工作面系统集成配套方案,优化并完善了工作面智能化控制系统,应用高清摄像仪、高精度行程传感器和调控装置实现工作面割煤高度和直线度精准控制;应用高速截割采煤机和智能型刮板输送机实现采运双向协同控制;通过设计开发新型电液控制系统,实现工作面巷道带式输送机自移机尾、转载机自移、超前支架的自动化远程控制;该系统可实现工作面和巷道内成套装备智能化协同控制和采煤全过程自动化无人生产,系统具备年产400万t的生产能力。

工作面超前支承压力分布规律

为揭示工作面超前支承压力分布规律,采用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,对兖州矿区进行工作面支承压力进行了分析,得出综放与分层开采工作面超前支承压力分布变化的规律,为回采巷道超前支护长度、支护强度等提供了理论依据。

掘进工作面动态瓦斯压力分布及涌出规律

利用有限差分法对移动掘进工作面巷道周围瓦斯压力分布以及瓦斯涌出规律进行了数值模拟.结果表明:当工作面以一定的速度向前掘进时,巷道周围瓦斯压力分布呈子弹头形状向前移动,掘进巷道周边煤层瓦斯压力随煤壁暴露时间的增长逐渐降低,工作面瓦斯涌出量呈锯齿状周期增加.当掘进工作面以一定速度向前掘进时,每一循环内瓦斯涌出变化量基本相同,每一循环内从工作面迎头煤层内涌出的瓦斯量基本相同.

浅埋坚硬煤层工作面超前支护技术研究

针对盛鑫煤矿浅埋坚硬煤层51101综采面超前支护区域巷道的支护技术难题,通过现场调研及工程类比等方法,对其围岩变形的影响因素及破坏特征进行了分析,并确定出工作面超前支护区域巷道支护参数。运用FLAC3D数值模拟软件,对支护前后巷道围岩位移场变化进行对比分析,分析得出顶板最大下沉量及底板变形量收敛值明显降低,支护参数合理可行。现场实践表明:51101工作面超前支护区域围岩变形速度及围岩变形量都在安全合理范围之内,实现了矿井的安全高效开采,同时为相似工程地质条件下的超前支护技术提供一定借鉴。