煤层瓦斯卸孔的瓦斯涌量及瓦斯压的实测结果的解析

煤层瓦斯卸孔的瓦斯涌量及瓦斯压的实测结果的解析孙晓滨译１前言采煤时为减少甲烷气体涌出量和防止瓦斯突出，在未开采的煤层内实施瓦斯排放孔，依此，将甲烷气体引到地面，这就是所谓的超前排放瓦斯。笔者们为了首先计划瓦斯超前排放，提出了随着瓦斯排放的煤层内气压和...

压卸孔及袋装砂井在连云港锤击管桩施工中的弱化挤土效应应用分析

本文介绍了卸压孔及袋装砂井在连云港某锤击管桩工程中的应用 ,分析了管桩的挤土力学机理和卸压孔、袋装砂井在弱化挤土效应中的效果 ,并对类似工程施工处理提出了几点看法。

卸压孔设置对冻结暗挖隧道冻胀卸荷影响研究

冻结法暗挖隧道施工中,冻胀常导致土体和隧道等发生大变形,给地铁隧道和周边环境以及建(构)筑物带来不利影响。以福州市滨海软土地层冻结暗挖隧道工程为例,通过对原型工程建模和非线性分析,综合实测数据及工程情况,分析冻胀变形分布规律和设置卸压孔前后冻结暗挖隧道的位移变化特点。研究结果表明:人工冻结加固技术结合卸压孔应用,对土体冻胀力的释放和冻胀变形的控制效果较好,与没有设置卸压孔时的地层相比,卸压孔在冻土帷幕冻结交圈形成后,为土体冻胀提供自由变形空间,降低了土体的冻胀位移和冻胀应力;冻结期末2个冻结暗挖隧道中心点纵向剖面处冻胀位移最大值由28.88 mm降至16.75 mm,冻胀应力最大值由335 kPa降至265 kPa,卸压作用效果明显。研究结果可为人工冻结暗挖隧道工程提供借鉴和参考。

迎采对掘巷道密集孔卸压及分段控制技术研究

针对炭窑坪煤矿坚硬顶板迎采对掘巷道变形破坏严重、难以维护等问题,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,分析了该类巷道围岩的垂直应力动态演化规律,揭示了动静载叠加扰动效应下巷道围岩变形破坏机理,提出了“密集孔切顶卸压及分段控制”技术。结果表明:迎采对掘巷道的垂直应力分布在走向上呈现3个阶段,即起始阶段(超前工作面50 m以外)、快速升高阶段(超前工作面50 m至滞后150 m范围内)、稳定阶段(滞后工作面150 m以外);迎采对掘巷道变形破坏原因为采空区大面积悬顶产生的侧向支承压力与邻近工作面采动产生的动载相互叠加作用;提出的“密集孔切顶卸压及分段控制”技术具体为在工作面煤柱侧顶板布置直径65 mm、深度18 m、孔间距400 mm的密集钻孔,在工作面采动影响下,钻孔间塑性区导通,主动控制基本顶断裂位置。实践表明,采用密集孔卸压及分段控制技术对类似巷道围岩稳定性控制具有指导意义。

ZDY-120型钻机在采煤工作面卸压孔施工的应用

以ZDY-120型钻机为研究对象,结合不同工况下钻机钻头钻进性能,介绍钻机卸压孔施工改进方案。具体研究中需先构建ZDY-120型钻机钻头钻进仿真模型,并根据模型实施仿真分析,获取不同工况下钻机钻头钻进性能。然后以某煤矿2302S采煤工作面为案例,根据卸压孔施工方案应用中存在的问题,介绍钻机卸压孔施工改进方案。最后将改进方案应用于工程实践,确认改进方案具有较强可行性。

钻孔孔径及布置方式对煤巷卸压效果的影响

以陶一矿七采区南翼回风巷卸压孔优化设计为基础,通过理论分析、FLAC3D数值模拟与现场观测相结合的方法对相同地质条件下钻孔不同孔径大小周围应力分布演化规律进行分析。结果表明:在相同地质条件下适当增大钻孔直径可有效增加钻孔周围塑性区半径,提高钻孔卸压效果;卸压孔布置方式不合理不仅起不到很好的卸压效果,反而可能导致煤巷掘进面局部应力集中而不利于卸压消突。

高应力煤巷卸压孔参数数值模拟分析

高应力是导致深部煤巷变形破坏的主要原因,钻孔卸压已成为围岩控制的主要方法之一。文章在分析钻孔卸压机理的基础上,用FLAC3D模拟研究了高应力煤巷卸压孔孔径、孔距和长度对卸压效果的影响,并对三者在卸压效果上的相互作用进行了分析,模拟表明:卸压钻孔孔径、孔距和长度共同决定了卸压效果,它们与卸压圈半径、卸压圈的叠加和围岩变形都紧密相关。该研究对高应力煤巷选择合理的卸压孔参数有一定的指导意义。

卸压孔围岩应力分布的复变函数解法

本文使用复变函数法给出了椭圆形卸压孔的围岩应力分布的理论公式,并通过实例对卸压孔的效果进行了分析;结果表明椭圆卸压孔对侧向压力的卸压效果不太明显而对垂直压力的卸压效果很好。

计及复合材料飞轮内孔卸载影响的多厚环套装的简化分析

纤维束张紧力缠绕的复合材料厚环固化成型以后,再抽出缠绕芯轴形成空心环,这一过程称为内孔卸载。本文作者在飞轮多环套装初应力分析和张紧力缠绕飞轮初应力分析的基础上,进一步给出了计及纤维束张紧力影响和复合材料厚环内孔卸载影响的多环过盈套装的简化分析,并给出了计算复合材料飞轮总体初应力场和变形场的公式。算例分析表明:内孔卸载后,纤维束缠绕的复合材料厚环的应力场和变形场均有明显的变化;和多厚环过盈套装的方法结合起来装配飞轮,可以有效地增大径向压应力,缓和环向应力;内孔卸载使得装配中的真实过盈量相对初始设定过盈量有较大的改变,必须充分考虑。

卸压孔劈裂局部解危效应试验研究

针对岩爆局部解危,提出在施工卸压孔基础上将卸压孔劈裂的局部解危方法,结合应变和声发射监测技术开展具有岩爆倾向性的卸压孔劈裂试样双轴压缩试验。结果表明,与单纯施工卸压孔相比,含0°、45°劈裂缝的围岩局部解危演化进程由卸压孔两帮控制转为由劈裂缝端部控制,扩大了局部解危区域,卸压孔和劈裂缝共同起局部解危作用;含90°劈裂缝的围岩局部解危进程仍由卸压孔两帮控制,含0°、45°劈裂缝的峰前应力与垂直应变关系曲线非线性特征增强,峰前能量耗散加大,更大程度地降低了围岩完整性,起到明显卸压效果;相比较而言,0°劈裂缝的局部解危效果最好,其峰前能量释放占比达到85.70%,45°次之,90°较差。研究结果对岩爆防控具有很好的指导和借鉴意义。

突出煤层水炮打超前卸压孔防突的研究

在国内外大射流水力采掘的启迪下，结合旱采矿井的实际情况，试验成功了突出煤层水炮打超前卸压孔防突工艺。此种工艺可实现工作面无人、无电和远距离操作打孔，具有操作简单等优点，为突出矿井提供了新的局部防突措施途径和手段。

“短孔卸压降振法”对周边孔爆破减振效果的研究

为了解"短孔卸压降振法"对周边孔最大振速的影响程度,利用多自由面削减能量的原理,首先采用ANSYS-DYNA数值模拟软件对设置"卸压短孔"前后的断面模型进行计算分析,其次结合现场对设置"卸压短孔"前后的隧道断面爆破试验,提取爆破后的振速图进行对比论证,从而得出设置"卸压短孔"前的断面爆破振速大于设置后的断面爆破振速的结论。结果表明:1)使用"短孔卸压降振法"后,断面周边孔振动速度有所降低;2)采用"短孔卸压降振法"进行控制爆破后,隧道开挖轮廓线成型平整,超欠挖现象显著减少。

含瓦斯煤巷掘进超深孔松动卸压爆破技术

本文首先对淮南矿区高瓦斯矿井煤巷掘进过程煤与瓦斯突出机理和危害进行了探讨 ,研究了煤巷掘进中利用超深孔松动卸压爆破治理瓦斯的有关爆破参数的选取 。

深孔卸压爆破控制冲击地压的机理及应用

随着煤矿开采深度的增加,冲击地压危险越来越大,已成为严重威胁矿井安全生产的主要灾害。深入分析了深孔卸压爆破影响区域及其控制冲击矿压的机理,介绍了爆破卸压工艺,并对深孔卸压爆破效果进行了分析。实践证明,深孔卸压爆破可有效地减缓煤岩体应力集中,控制冲击地压的发生,实现煤矿安全生产。

煤矿防冲钻孔机器人全自主钻进系统关键技术

针对高地应力矿井钻孔卸压作业智能化程度低的技术难题,总结分析了国内外钻孔卸压技术和装备的研究现状,指出研发高性能、高可靠、高效率的防冲钻孔机器人全自主钻进系统是破解冲击地压防治难题的重要发展方向。为此,凝练了影响钻进系统性能的“孔位精准识别、钻具姿态精确感知、无线电磁随钻智能检测、钻具运行状态智能识别和钻进系统精确控制”五大关键技术,并给出了解决思路和方法。针对在复杂恶劣环境下卸压孔的精确识别问题,设计了融合图像尺寸调节和多阶段训练模式的卸压孔图像样本扩充SinGAN模型,引入多层特征融合优化的FasterRCNN,构建了基于改进SqueezeNet轻量级网络架构的孔位识别模型,以实现卸压孔位的准确快速识别;针对钻具姿态精确感知问题,提出了基于改进梯度下降法算法优化无迹卡尔曼滤波的惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)初始对准方法,设计了多个IMU的空间阵列布局方式,研究了基于BP神经网络的钻具姿态误差补偿方法,旨在提高钻具姿态的解算精度,实现精准钻孔卸压;针对复杂地质环境下钻进工况的精确检测问题,搭建了煤矿井下随钻测量无线电磁传输系统架构,探讨了微弱电磁波信号自适应调制和随钻高速双向电磁传输技术原理,研究了孔底地质参数、几何参数和工程参数的测量原理和实现过程;针对钻进系统运行状态识别问题,构建了钻进信号时域、频域、时频域的多域特征和深度网络高级特征提取架构,提出了钻进系统关键零部件健康状态评估和故障诊断技术,构建了基于改进蝙蝠优化长短期记忆网络的卡钻风险因子预测模型,实现对卸压钻具卡钻状态的准确预测;针对钻进系统的精确控制问题,分析了钻进系统的液压系统工作原理,构建了考虑煤岩性状的钻进系统精确控制方案,探讨了基于转矩和位置的钻进系统最优控制参数求解原理,旨在实现钻进回转系统和给进系统的智能协同控制和并行作业。

卸压孔残留炸药爆燃引发煤炭自燃原因分析与探索

单纯的诱发煤炭自燃的各种理论及技术已经比较完善,但卸压孔残留炸药爆燃引发煤炭自燃原因分析与探索尚未形成较为系统的研究和应用,尤其是在有严重冲击地压的矿井,如何避免卸压孔残留炸药爆燃引发煤炭自燃,确保矿井安全生产,就显得尤为重要。本文主要介绍了在有严重冲击地压的矿井生产中,针对卸压孔残留炸药处理不当导致爆燃从而引发煤炭自燃,分析了具体原因,为今后煤炭自燃的原因提供了一个新的线索,也为矿井的安全生产提供了可靠的理论支持。

瓦斯突出煤层脉冲射流打超前卸压孔防突工艺及设备的研究

文中对瓦斯突出煤层脉冲射流打超前卸压孔防突工艺进行了论述；对其工业性试验、技术经济效果、使用前景等情况分别进行了介绍和分析。

含卸压孔硬岩应力松弛特性试验研究

针对非完整硬岩应力松弛特性研究的不足,开展了含卸压孔的具有岩爆倾向性的辉长岩试样峰前加载、松弛和再加载、再松弛模式的应力松弛试验,得出了其峰前应力松弛特性、松弛模型和超声波变化规律,揭示了应力松弛过程的卸压孔作用机制。结果表明:含卸压孔硬岩应力松弛过程经历了迅速衰减、逐渐衰减和稳定3个演化阶段;随峰前加载载荷增加,其应力松弛度总体上呈现增加,能量耗散量增加,用于硬岩损伤破裂演化的能量比例增加;通过波速、波幅和波形变化对比分析可以反映含卸压孔硬岩应力松弛过程的变形损伤破裂演化进程;Burgers模型能较好地反映含卸压孔硬岩的应力松弛特性。经与完整辉长岩试样应力松弛试验对比分析,表明同等情况下含卸压孔硬岩的应力松弛度更大,松弛过程能量耗散量更多,耗散速度也更快。该研究结果对硬岩、含卸压孔硬岩长期稳定性分析、预测及岩爆解危具有很好的指导和借鉴意义。

深孔卸压注浆治理软岩巷道底鼓

水城矿业集团公司汪家寨煤矿采用深孔卸压注浆的方法解决深部软岩巷道底鼓严重的问题 ,取得了良好的效果。

高应力巷帮阶梯型卸压孔合理参数研究

为减少常规大直径卸压孔对巷帮稳定性扰动,针对阶梯型钻孔卸压方法,利用ABAQUS建立数值模型,综合考虑巷道围岩变形、垂直应力降低和应力峰值转移等因素,对比分析相同条件下常规大直径钻孔卸压和阶梯型钻孔卸压效果,讨论了阶梯型卸压孔不同组合长度、直径和钻孔间距等合理钻孔布置参数。结果表明:阶梯型钻孔卸压能很好降低巷帮附近围岩垂直应力,将应力峰值向深部转移,还能有效降低钻孔对围岩变形的影响,提高巷道结构稳定性。采用阶梯型钻孔卸压时,靠近巷帮小直径段的孔径不宜大于0.10 m,钻孔长度应小于应力降低区宽度;而深部大直径段的孔径宜大于0.30 m,且钻孔长度不小于围岩应力集中区宽度。卸压孔单排布置时,孔间距小于1.00 m时卸压效果明显。