基于差分进化算法的旧采空区水分质利用优化配置

大部分矿井水污染程度低,稍加处理即可供饮用、工业、农业、生态等使用。焦作煤田吴村矿旧采空区水可供水量为718 m^(3)/h,矿区周围饮用、电厂、灌溉、养殖、生态等用户需水量为1073.74 m^(3)/h,旧采空区水仅能满足66.87%的用水需求;旧采空区水需处理达标后才能供给用户,不同用户的水处理工艺和费用差异较大,依据水质优化配置旧采空区水量具有重要意义。目的为了实现矿井排水综合利用效益最大化,方法以焦作煤田吴村矿旧采空区水为研究对象,在计算其供水量和分析水质基础上,结合矿区周围饮用、电厂、灌溉、养殖、生态需水量及水质要求,构建718 m^(3)/h旧采空区水分质利用优化配置数学模型,并利用差分进化算法求解。结果结果表明:灌溉期分配饮用水6.00 m^(3)/h、电厂用水334.95 m^(3)/h、灌溉用水353.89 m^(3)/h、养殖用水19.76 m^(3)/h、生态用水3.40 m^(3)/h;非灌溉期分配饮用水6.00 m^(3)/h、电厂用水688.84 m^(3)/h、灌溉用水0 m^(3)/h、养殖用水19.76 m^(3)/h、生态用水3.40 m^(3)/h时,旧采空区水分质利用年收益最大。结论研究结果可为类似矿井旧采空区水和矿井排水资源化利用提供借鉴。

旧采区复采采场围岩应力分布研究

通过对望田煤业旧采区赋存结构的调研,总结了3种不同的旧采区顶板力学模型,对力学模型进行理论分析,得到顶板最大应力出现在靠近煤柱处。采用PFPA软件对旧采区复采过空巷、过煤柱时复采采场顶板和煤柱进行数值模拟,初步给出了过空巷、过煤柱时应通过注浆、充填、提前支护空巷控制顶板的技术措施。

基于井下示踪试验的旧采空区水运移路径识别

为探明旧采空区水运移路径,避免矿井发生水灾事故,针对多煤层开采旧采空区垂向叠覆、平面交错等展布特征,以平顶山市香安煤业有限公司香安矿为研究对象,基于旧采空区压密程度和示踪试验探查其水力连通性,判识地下水的运移路径。结果表明:香安矿副井至井下涌水点间旧采空区水流速度为211.26~1 425.64 m/d,渗透系数为509.06~5 964.29 m/d,较高的旧采空区水流速度和极大的渗透系数证明了井下强径流通道的存在;旧采空区水运移路径由采空区渗流路径和巷道径流路径共同组成,旧采空区至22091风巷和九矿42机巷2个出水点以巷道径流路径为主,至-593 m泄水巷出水点以采空区渗流路径为主,至16150机巷外口出水点由巷道径流路径和采空区渗流路径共同组成,且前者占比大。研究结果可为类似矿井旧采空区水运移路径精准识别提供理论参考。

旧采区残煤开采相似模拟研究

以圣华煤业3#煤层旧采区3101残采面开采工作为研究背景,应用相似模拟手段对残采工作面围岩变形与支架阻力变化进行研究。结果表明:岩层位置越高,其位移量越小,各测点在下沉过程中呈非线性变化,空巷位移最大量出现在顶板中部。空巷附近支架工作阻力出现峰值,且峰值大小与空巷跨度正相关,空巷跨度越大,支架阻力越大。工作面接近空巷,支架工作阻力呈增大趋势,通过空巷时,支架工作阻力呈递减趋势,进煤柱时的支架工作阻力低于出煤柱时的支架工作阻力。

旧采区空巷顶板稳定性研究

为了研究旧采区遗留空巷顶板稳定性,将空巷顶板受力简化得到固支梁力学模型,对其破坏形式和过程进行分析,得到空巷保持稳定的极限跨距计算公式,结合仙泉煤业旧采空巷赋存实际,经计算得出不同层位的煤岩体垮落对应的空巷极限跨距,研究结果对旧采区煤柱安全回收具有重要参考意义。

望田煤业旧采区域内遗留空巷稳定性的数值分析

针对望田煤业8号煤层旧采区遗留空巷的实际情况及地质条件,通过数值模拟不同跨度单一空巷及不同跨度空巷群的稳定性分析,得出:望田旧采区域遗留的大部分空巷处于稳定状态;随着空巷跨度的增大,其顶板越容易产生裂隙,发生冒落及变形。空巷两帮上方顶煤中出现应力集中,高于两侧实体煤区顶煤应力;并且随着空巷跨度的增大,顶煤集中应力也越大。空巷跨度相同时,相邻空巷数目越多,顶煤集中应力越大。

旧采资源再回收工艺研讨与应用

阐述了煤矿在3号煤层资源枯竭的情况下,对旧采开采区残余资源进行复采,增加资源回收率,延长矿井服务年限,从理论与实际上提出了一些思路。

梅河四井西翼旧采空区积水治理技术

介绍了梅河四井13号煤旧采空区积水的排放经验,在此基础上分析了12层煤01旧采空区积水的水流路线,并合理确定了排水标高和排水位置,经济效益显著。

望田煤业8号煤层旧采残煤区遗留煤柱稳定性分析

基于对望田煤矿8号煤层复采残煤区域资源概况、煤层赋存结构充分调研的基础上,通过建立残煤赋存力学模型,从理论上分析了残留煤柱的稳定情况。

旧采区域内遗留煤柱及空巷稳定性分析

针对望田煤业8#煤层旧采区遗留煤柱及空巷的实际情况及地质条件，对旧采区空巷顶板稳定性及空巷群之间煤柱的稳定性进行了理论分析及计算，得出在残采工作面前方仅有一条空巷存在或空巷之间相隔较远时，顶煤的极限跨距为10．8m；在残采工作面前方有多条空巷存在且空巷相邻较近时，顶煤极限跨度为8．8m。旧采区内遗留稳定煤柱的最小宽度为5．5m，实际遗留煤柱尺寸多为6～20m，从而可知残采工作面前方空巷群之间的煤柱基本上处于稳定状态。

小煤矿旧采区预充填技术研究

以旺田煤矿工作面过小煤矿旧采区为背景,运用理论分析及公式计算得出:充填体提供的支撑力不小于379 MN;现场实践发现,浆液能够与垮落的煤岩形成稳固的胶结体,保证了顶板与煤壁的稳定性,安全可靠。预充填旧采区能提高井下煤炭资源回收率和延长矿井服务年限,具有显著的经济与社会效益。

旧采区残留资源复采技术研究

为了更好地对煤矿旧采区残留煤进行复采,提高资源回采率,根据某矿现场情况确定旧采区残留资源赋存状况及复采范围,通过UDEC模拟确定复采工作面矿压显现规律以及支架的支护强度,并提出了巷道掘进与回采期间的安全保障技术。

基于SMP准则的旧采区遗留煤柱稳定性研究

为了探究旧采区遗留煤柱稳定性,基于SMP屈服准则,对煤柱强度和临界宽度进行计算,得到煤柱弹性核区应力分布特征,推导出不同状态时煤柱稳定的极限宽度计算公式。研究表明:SMP屈服准则在旧采区遗留煤柱稳定性判定中是适用的,煤柱处于静置和回采时保持稳定的极限宽度差异较大,将上述结论运用到望田煤业旧采区煤柱稳定性分析中,结果与现场实际较为吻合,对于旧采区煤柱安全回采具有重要意义。

3～#煤旧采工作面复采回收可行性研究

3#煤稀有煤种资源经旧式采煤方法破坏后,造成资源大量浪费弃置,通过对旧采工作面采煤方法、资源回收率及采空区顶板进行统计分析,提出绿色充填开采新思路,并就充填巷道布置方案、填充巷道支护、填充复采开采方法进行研究论证,为旧采工作面复采回收煤炭资源提供了一种可行性技术方案。

福清市小南洋村旧采坑生态环境恢复与治理对策

指出了福清市现在是"全国文明城市提名城市",正在争创全国文明城市,生态环境的恢复与治理已经成为福清市的重点开展工作之一。基于此,以福清市小南洋村一处的矿山采伐进行生态环境恢复治理为例,简要分析了项目的基本情况,并对旧采坑的地质环境进行了调查和评估,最后提出了福清小南洋村旧采坑生态环境恢复与治理的对策。

柿树底金矿高阶段大跨度老旧隐蔽采空区安全治理实践

目的:复杂老旧隐蔽采空区的治理一直是空场法开采矿山面临的重大难题。柿树底金矿为了解决大面积、多中段、已塌陷老旧隐蔽采空区的安全治理问题。方法:通过采空区禀赋特征调查,开展了高阶段大跨度塌陷采空区似膏体非胶结充填治理技术研究与工程应用实践。结果:采用非胶结全尾砂充填治理采空区,消除了老旧隐蔽采空区的安全隐患、防止了地表的继续沉降和塌陷、避免了大规模地压灾害事故。结论:非胶结全尾砂充填治理采空区研究对于减少矿山运营成本、实现矿山固废零排放具有巨大的经济与社会效益,为国内广大空场法开采矿山的采空区治理提供了借鉴。

旧采残煤区长壁综采支承压力分布研究

以某矿6号煤层的残煤区为背景,采用RFPA软件对规则和不规则煤柱情况下残煤开采进行了数值模拟实验,并对工作面前方煤柱(煤体)进行了受力分析及比较。研究表明:在残煤开采中随着煤柱宽度的逐渐减小,工作面来压步距相应减小,工作面前方支承压力峰值、峰值位置距工作面距离、峰值范围和工作面前方20m煤柱中应力都相应增大。

瞬变电磁法在双鑫煤矿采空区的应用

雨季过后,河南双鑫煤矿井田内水文地质条件发生了很大变化,为查明煤矿开采范围内老旧采空区内部积水分布情况,决定在井田内开展地面物探工作。双鑫煤矿煤层埋深在150 m以上,分析国内各种物探方法的优劣性,决定选取瞬变电磁法对该井田开展勘探工作。根据勘探任务,在井田内共布设瞬变电磁法测线30条,通过试验选取了此次勘探的施工参数,经后期资料处理解释,绘制了反演电阻率断面图及煤层顺层切片平面图。通过反演电阻率断面图,可见1040线、1720线及2080线采空区位置处,反演电阻率等值线明显呈现向下凹陷的电性特征;煤层顺层切片平面图显示5处低阻异常区域,结合地质资料解释分析5处异常区,其中2处为强富水异常,3处为弱富水异常区域,与后期验证结果相符,表明该方法在煤矿老旧采空区积水勘查中能够取得很好的效果,可以为类似区域施工提供借鉴。

采区旧煤仓改造及快速施工综合技术研究实践

文章通过对采区旧煤仓改造的实践,论述了在特殊地质条件下旧煤仓刷大的施工方法和施工工艺,特别是对偏心煤仓的施工采用了定向爆破工艺进行施工,对类似条件下煤仓施工具有推广价值和指导意义。

深井、高应力、大断面跨采旧巷加固修复技术应用

随着矿井的不断延深,矿山压力逐渐增大,旧巷修复亦越来越困难,该文通过对在藉旧巷道修复技术时的实际应用,总结了一套深井修复程序、工艺、支护方法及措施,对类似地质条件的深井巷道修复提供参考。