矿井巷道水情监控装置设计

针对矿井巷道积水布局分散、现有监控手段集中控制水平不高的问题,设计开发了一套矿井巷道水情集成监控装置。本装置的监控单元基于嵌入式微控制器STM32F407,集分站模式水情信息采集与水泵启停控制、主站模式异地信息访问与数据交互功能于一体,实现了信号输入、工作模式设定、继电输出、数据通信等模块的底层硬件驱动设计和软件开发。

滇西红牛铜矿区巷道水文地质特征浅析

本文在综合分析红牛铜矿区水文地质条件的基础上,根据含水岩组类型,划分了3个含水层和1个隔水层,分析了构造控水作用、地下水动态特征及地下水补、径、排条件,对矿山深部井巷道建设及防治水安全具有一定的指导作用。

地下掘进巷道富水破碎围岩锚杆支护参数优化

针对矿山掘进巷道富水破碎区支护方案不合理,出现冒顶、片帮等问题,以1 660 m水平YM-Ⅱ巷道迎头大理岩破碎区为工程背景,进行巷道支护参数优化研究。为了合理有效地支护巷道和降低支护成本,结合现场实际建立巷道模型,采用正交试验设计的支护方案,利用FLAC3D数值模拟软件模拟计算,通过模拟结果对比分析巷道围岩的稳定性。结果表明:锚杆长度主要影响巷道围岩变形量,锚杆间排距主要影响是巷道围岩破坏情况;最优支护方案为锚杆直径40 mm、长度1.8 m、间排距0.9 m×0.9 m,可减少巷道围岩位移量70.77%、塑性区体积63.91%、垂直应力12.96%,有效控制巷道围岩稳定性,为矿山安全生产提供保证。研究结果可为富水破碎区围岩巷道支护设计和地压治理提供参考。

大冶铁矿-360 m开拓巷道注浆治水技术研究

巷道涌水问题严重影响地下矿山安全高效生产,采用注浆技术可有效治理巷道涌水问题。针对大冶铁矿尖林山采区-360 m水平巷道开拓过程中出现的巷道底板少量涌水、联络道工作面大量涌水的情况,制定了在DS23B01联络道东侧20 m的巷道点(26#)浇筑挡水墙,选用水泥单液浆和水泥-水玻璃双液浆2种浆液作为注浆材料,在26#向东112.5 m处实施浅孔注浆、在-270 m水平废弃的电机车维修硐室口部安装地质钻机,实施超深孔注浆的施工方案。结果表明:涌水量较大的情况下,在合适位置施工挡水墙可以有效截断涌水及淤泥的持续流动;在巷道底板涌水点附近施工浅孔钻孔进行注浆,并将注浆终压设计为5 MPa,可以有效治理巷道底板涌水问题;采用超深孔注浆方法对工作面涌水量较大问题进行治理,并进行分段注浆,能有效避免同水平涌水对施工过程的干扰,治水效果明显。研究成果可为其他矿山开拓工程治理涌水问题提供技术参考。

弱胶结地层富水巷道围岩变形规律研究

新疆煤系地层以弱胶结地层为主,弱胶结岩石普遍具有胶结松散、力学强度低和水软化作用明显的特点,弱胶结地层给煤炭资源开采带来极大困难。结合新疆弱胶结地层地质条件,采用相似模拟实验方法,分析了膨胀应力在此类巷道围岩变形过程中的影响,研究了弱胶结地层富水巷道围岩变形规律,为西部矿区类似工程地质条件下巷道变形规律研究与工程支护设计提供有益的参考。

巷道掘进过程中涌水灾害预注浆治理研究

随着某矿山开采深度的增加,矿井巷道面临涌水灾害的严峻挑战,对施工安全和生产效率构成了严重的影响。针对该问题,研究通过深入分析,确定涌水的主因系灰岩与隔水层接触界面的水溶蚀作用及地表降水的补给。根据工程地质和水文地质条件,设计了一套预注浆方案,包括注浆方式的选择、加固厚度的确定、注浆材料的选用、浆液扩散半径、终孔间距和注浆段长度的计算。在注浆孔布置、注浆液配制和注浆施工流程方面进行了详细的设计和规划。实际施工中,采用了双液注浆技术,并根据地层吸浆能力动态调整注浆参数。治理结果显示,超前预注浆技术显著减小了涌水量,从280 m^(3)/h减小至50 m^(3)/h,减幅达到82.1%,有效确保了巷道的安全与稳定,为类似矿山施工中的涌水问题提供了借鉴和指导。

复杂富水破碎带突水巷道恢复治理技术研究

在复杂水文地质条件下,矿山巷道掘进穿越富水破碎带时,巷道易发生塌方且伴随大量突水,严重影响了井下后续的正常作业。为了安全、高效地实现该类型巷道恢复治理,以安徽某铁矿的突水事故为研究对象,对矿井井巷工程及水文地质条件进行了综合研究,并针对突水事故中突水量大、水源补给充足的特点,提出了“地面注浆封堵+巷道分段治理+超前管棚帷幕注浆预支护”综合治理技术方案。矿山应用效果表明,该治理方案有效地保障了复杂富水破碎带突水巷道的恢复治理,避免了二次灾害的发生,可为类似工程突水治理提供参考。

巷道顶板层次注浆堵水技术研究与应用

正升煤业2506运输顺槽在顶板富水区域掘进受顶板淋水影响,巷道顶板泥岩承载能力降低、支护体部分失效,同时围岩出现局部变形量大的问题。为此,结合2506运输顺槽现场条件,提出通过层次注浆方式封堵2506运输顺槽顶板淋水裂隙并提升泥岩承载能力及稳定性。具体对层次注浆材料、布置工艺及应用效果进行分析。工程应用表明,2506运输顺槽通过层次注浆加固后,顶板淋水及围岩变形量的大问题得以较好解决。

承压水作用下回采巷道底板突水危险性评价研究

华北石炭二叠纪煤系是我国重要的含煤地层之一,煤系底部奥陶系及石炭系岩溶承压水严重威胁煤矿的生产安全。本文以吴桂桥煤矿受承压水威胁的回采巷道为背景,分别采用“岩梁法”和“岩柱法”开展了巷道底板突水危险性评价。“岩梁法”评价巷道底板含水层不具有底板承压突水风险。而“岩柱法”评价结果显示:L_(6)灰岩具有隔水层破坏型突水的危险性,L_(4)灰岩具有一定的隔水层破坏型突水的风险,奥陶系灰岩不具有底板隔水层破坏型突水的风险。在煤矿生产过程中,建议做好巷道底板承压突水的预防措施,保证安全生产。

巷道顶板渗淋水多层次注浆治理技术

巷道顶板长期多点渗淋水将恶化巷道运行环境、影响支护强度及巷道运行安全,治理难度较大,对注浆工艺、材料及施工技术要求高。以山寨煤矿井底车场巷道顶板渗淋水治理为例,根据巷道渗淋水的现状及地质条件,设计锚索眼专门注浆封堵、注浆封堵围岩漏水、深孔帷幕注浆及端部深部截流注浆相结合的治理方案。选择普通水泥浆、超细水泥浆与化学浆组合使用,采用单孔单次注浆及二次套孔复注的施工工艺,注浆后治理段水量降低90%以上,且无显见水点,达到预想治理效果,为类似井巷渗漏水害防治提供参考。

断层带附近巷道顶板淋水化学注浆治理技术

山东某矿埋深约800 m的南辅运大巷在靠近断层带的区段顶板淋水严重,淋水段总跨度约35 m,水量约5 m^(3)/h。淋水为顶板锚索导通顶板3~4 m之上的富水砂岩含水层所致。在分析顶板淋水水源及通道的基础上,设计采用通道及水源注浆封堵法,选用可注性及可控性优良的溶胶树脂化学浆液,对初期可见的出水点及后期由于水位回升而新生的多个水点均进行了有效地封堵,且后期几无返渗现象。

富水白云岩斜井注浆堵水技术应用研究

针对昆阳磷矿二矿胶带斜井开拓过程中遇到的水害问题,运用地质雷达和探水孔对巷道围岩的富水情况进行超前探测,查明了巷道围岩的破碎程度和富水特征,根据富水性探测结果,针对性地制订注浆堵水方案,由于巷道围岩属于节理裂隙发育的硬质岩,弱富水破碎带设计采用水泥注浆,强富水破碎带设计采用马丽散E化学注浆。在现场开展注浆试验,通过对比注浆前后的单孔涌水量和区段涌水量来评估注浆堵水效果,试验结果表明:化学浆液渗透性好,凝固时间短,平均堵水效率为76.6%,水泥-水玻璃浆液则为70.5%;通过对工作面分区段预注浆,能有效封堵涌水通道,改善工作环境和围岩条件,优化支护设计,每米支护成本降低了20%。研究成果可为类似地质条件下的巷道水害治理提供参考。

淋水巷道帮壁稳定性分析与治理措施研究

淋水巷道稳定性及有效治理对于矿山地下掘进具有重要的意义。以非洲某铜钴矿为研究背景,分析了矿区水文地质情况与围岩稳定性,分析了巷道帮壁淋水原因和稳定性,给出了巷道帮壁淋水治理措施。结果表明:受区域地质影响,巷道淋水来源于构造承压水、区域性淋水及地质钻孔涌水;巷道帮壁淋水采用注浆加固能有效治理,通过对注浆压力的变化情况进行量化分析,并将注浆划分为微压—扩散—加固—劈裂4个阶段,得出了各阶段注浆孔围岩、浆液变化特征,对现场注浆施工具有重要的指导意义。

富水煤层巷道顶板失稳机理与围岩控制技术

为了研究煤层巷道粉砂质泥岩直接顶受基本顶裂隙水侵蚀后,巷道掘进过程中易于发生冒顶事故的原因,通过现场调研、取样、实验室试验和理论分析相结合的综合研究手段揭示出富水煤层巷道顶板失稳的机理在于:巷道开挖后产生的顶板裂隙形成了直接顶与基本顶含水层之间连通的通道,使得微结构裂隙发育和含有较高的亲水性矿物粉砂质泥岩吸水,其吸水后产生了较高的膨胀应力,并在三向受力状态下发生崩解、破坏,锚杆承载基础弱化和较高的膨胀应力引起了煤层巷道顶板失稳。同时针对富水煤层巷道顶板失稳机理,提出了通过减少顶板水运动对围岩的破坏、优化巷道断面和高预应力来实现该类巷道顶板的稳定。工程实践表明,采用半圆拱巷道、合理布置疏水孔以及高预应力锚带网索组合支护体系可确保对该类巷道顶板的有效控制。

深部开采巷道滞后突水防治技术

针对深部矿井巷道受承压水威胁在巷道服务期间易产生滞后突水问题.采用理论分析方法,研究了巷道滞后突水防治技术.分析结果表明:随着时间的延续,巷道围岩有效隔水层在矿压及水压长期作用下,围岩破坏范围逐渐扩大,裂隙进一步扩展,有效隔水层受到破坏,裂隙与高承压水连通,形成突水通道;分析了突水时间效应及防突水措施机理,提出了通过优化支护参数达到增强防突潜能的目的.基于悬吊理论和Ansys软件,对巷道支护参数及安装载荷进行了优化.结果表明:断层破碎带附近巷道顶底板最大位移量为132 mm,两帮移近量最大为123 mm,顶板离层量为8～15 mm,巷道围岩得到了有效控制,在服务期间,没有发生淋水等现象.该成果对预防巷道滞后突水有一定指导意义.

基于组态王的煤矿巷道积水监控系统

针对煤矿巷道积水监控的技术难题,提出了基于组态王技术的方案。首先设计了组态软件的整体设计方案,确定了上位机界面,进而设计了查询程序,最后完成了WEB发布设计及以太网程序合计。研究表明该方案可以完全适应煤矿巷道积水监控系统的现场应用需求。

冒溪煤矿F_A断层巷道突水的井下注浆治理

介绍了越南冒溪煤矿－ ８０ｍ 水平石门巷道穿过ＦＡ 断层时再次发生的底板和工作面突水事故的特点，注浆加固处理方案，具体的注浆工艺和效果。注浆获得了成功，使得巷道施工顺利通过了断层带介绍了越南冒溪煤矿－ ８０ｍ 水平石门巷道穿过ＦＡ 断层时再次发生的底板和工作面突水事故的特点，注浆加固处理方案，具体的注浆工艺和效果。注浆获得了成功，使得巷道施工顺利通过了断层带。

金属矿山巷道突水原因分析及治理

郴州双园冲锡多金属矿230m中段巷道施工中发生突水事故后,采用工作面注浆法封堵,浇筑混凝土止浆墙,预留止浆岩柱。注浆时,先注单液水泥浆,先稀后浓;后注水泥-水玻璃双液浆,注浆堵水率100%。通过注浆,有效地封堵了废旧封闭不良钻孔充水通道,解决了水患问题,保证了巷道施工安全。

模拟巷道动水条件下聚氨酯堵水试验研究

以水溶性聚氨酯为研究主体,对其基本性能进行研究。采用动水模拟试验装置对不同骨料粒径、注浆泵量、动水流速及压力下的注浆及堵水性能进行了模拟试验。研究表明:骨料空隙率越小、注浆泵量越大,注浆堵水效果越好;在动水流速为3.02m/min条件下,结石体最大抗渗压力达25MPa,结石率可达100%～350%;在动水压力大于5MPa时,聚氨酯能很好固化,发泡倍数大于1.4倍。

淋水软弱巷道注浆加固扩散机理与参数优化的研究

为了研究淋水软弱巷道注浆加固与封堵围岩过程中浆液渗透扩散机理并优化注浆参数,采用流固耦合数值分析方法探索浆液在岩体中的运动扩散规律,并给出合理注浆压力、时间与浆液水灰比;基于弹塑性与渗流理论分析水渗透压作用下注浆加固半径与塑性区大小关系,确定合理注浆深度。研究结果表明:高水黏度时变特性浆液在岩体中的扩散范围随着压力、水灰比和注浆时间增加而增大,针对石碣峪矿井地质生产条件,合理注浆压力为2.5 MPa,水灰比为2∶1,注浆时间约为30 min;随注浆半径增大塑性区半径减小,但减幅变小,得出合理注浆半径约为10.29 m;在注浆半径5.5 m、渗流压力0.5 MPa下,巷道围岩塑性区半径为2.84 m,大于无渗流塑性区半径2.10 m;在深孔锚索注浆治理淋水软弱巷道中采用优化后的注浆参数,取得了良好的效果。