深井工作面向地垒构造开采煤岩体采动响应特征

地垒构造为影响安全开采的重要因素,为分析工作面过地垒构造开采时两盘覆岩的运动规律及工作面前方支承应力的演化特征和断层活化规律,基于UDEC数值模拟软件进行研究。结果表明:工作面接近地垒构造时,上覆岩层向采空区发生回转,易引起断层活化滑移;工作面在地垒构造中,若煤体上方基本顶无法形成铰接结构,易引发断层煤柱失稳破坏煤体;由数值模拟可知,上盘工作面开采影响大于下盘工作面影响,其影响主要表现为断层冲击地压诱发影响开采范围大、断层滑移诱发冲击地压的危险性高。研究明确了地垒构造对地下工程作业的影响规律。

深井工作面巷道围岩控制技术研究

针对2701工作面回风巷围岩变形较大,原支护方案无法有效控制的情况,基于矿井地质条件,提出基于锚杆(索)的“串群体结构”岩层锚固研究,即通过各个锚固体串联组合形成形梁实拱支护体结构,并设计两种不同的支护方案,利用数值模拟与原支护方案对比,通过位移场和应力场的模拟对比,确定第二种支护方案更为合理,因此基于组合梁理论设计优化的锚杆支护方案能够有效控制深井工作面巷道围岩变形,尤其在顶板和两帮围岩变形控制及巷道围岩应力改善方面效果突出。

深井工作面软岩顺槽底鼓控制技术研究

深井工作面软岩巷道底鼓给矿井的正常生产和工作人员的安全带来了严重的威胁。以3306深井工作面软岩顺槽为例分析了深井工作面软岩顺槽底鼓的主要原因及影响因素,提出了底鼓的控制方案,并通过实践验证了该方案的可行性,为该工作面顺槽的底鼓控制提供了理论和实践基础,对该矿井其他工作面底鼓控制也有着一定的借鉴意义。

长城煤矿深井工作面超前支承压力分布规律实测研究

针对长城煤矿1301工作面超前支承压力分布特征问题,采用钻孔应力计测量了辅助运输平巷、运输平巷实体煤及窄煤柱帮的围岩内部超前支承压力。结果表明:沿空巷道超前支承压力影响范围略大于实体煤巷道,沿空煤柱受影响范围及强度均最小,覆岩大结构处于稳定状态,窄煤柱位置处于应力降低区;煤柱受超前支承压力影响,浅部相对中部比较敏感,煤柱浅部位置最先受到影响。

基于GA_IPSO-GRNN的深井采区工作面含湿量预测研究

深井采区工作面含湿量是衡量工人热舒适性和热应激风险的综合指标。为更科学地控制深井采区工作面热湿环境,降低工人的职业病风险,需准确预测含湿量。依据现有深井采区工作面热害影响因素与气象指标之间存在相关性与耦合性的特点,分析矿山生产规划与管理因素、矿岩热湿交换因素及工作面巷道调热圈因素,选取14项含湿量影响因素指标。将遗传算法、改进型粒子群算法与广义回归神经网络相结合,构建GA_IPSO-GRNN组合预测模型,结合20个样本进行实证分析与对比验证。结果表明:本文提出的组合预测算法平均相对误差约为5.1%,模型预测效果较好,并且具有较好的鲁棒性与泛化性,为深井热害和数字矿山领域的研究提供了新思路。

基于贝叶斯网络的深井掘进工作面一氧化碳中毒事故风险评价

为识别并量化分析导致深井掘进工作面CO中毒事故的基本风险因素,构建了深井掘进工作面CO中毒事故贝叶斯网络模型并进行双向推理,结果表明:导致事故发生的先验概率为19.0%;在单因素作用下,导致事故发生的后验概率最大为27.9%;在多因素耦合作用下导致事故发生的后验概率最大为39.1%;未掌握工作面CO运移规律、施工环境温湿度过高、通风时间不合理、局部通风方案设计不合理、现场交叉施工干扰、通风设备维护管理差是影响深井掘进工作面CO中毒事故的6个基本风险因素;事故预防的重点是防止施工环境温湿度过高、通风时间不合理、局部通风方案设计不合理、现场交叉施工干扰、通风设备维护管理差这5个基本风险因素同时发生。研究成果可为我国深井施工中气体中毒事故的预防提供参考。

深井超长工作面基本顶分区破断模型与支架阻力分布特征

开采深度和工作面长度增加导致采场矿压显现程度和空间分布特征发生改变,增加了该类采场围岩失稳类型的不确定性及控制难度。针对深井超长工作面异常矿压现象发生频率高、预测难度大等问题,采用理论分析、室内实验和实测等方法分析了该类采场基本顶破断类型和支架阻力分布特征。结果表明:开采深度增加提高了岩体中裂隙发育程度,裂隙尺寸服从对数正态分布,裂隙倾角和倾向服从正态分布;基于蒙特-卡罗模拟方法实现深井超长工作面基本顶三维重构,工作面长度增加导致基本顶中部存在裂隙的概率升高,增大了基本顶在工作面中部发生局部破断的可能性;建立深井超长工作面基本顶分区破断力学模型,采用上限定理推导出完整基本顶的整体承载能力以及基本顶中存在1条和2条原生裂隙时的局部承载能力,获得基本顶在裂隙影响区发生局部分区破断和迁移现象的力学判据;基本顶分区破断现象导致破断岩块在空间上呈非均匀分布,表现为工作面中部块度小、两端块度大的特征;分区破断模型预测结果同相似模拟实验结果吻合,解释了深井超长工作面开采实践中发现的顶板压力沿工作面方向的非均匀分布现象。

深井综放工作面应力分布与采动影响规律分析

煤层埋深增大工作面围岩压力与采动影响会发生较大变化。文章针对该问题,以山西某矿地质条件为基础,对深埋煤层40202综采工作面开采后围岩应力分布情况与采动影响进行了研究。采用理论分析与数值模拟方法得出煤层埋深增大后同样会在侧向形成支承应力的分布,但侧向应力集中现象将会加剧;工作面开采后巷道围岩塑性破坏范围加大,破坏影响主要集中在巷道煤柱帮一侧。根据现场对巷道各位置锚杆受力情况的监测结果,煤柱帮锚杆受力明显大于实体煤帮,表明本文研究结果具有一定的准确性。

深井综放工作面侧向支承压力分布及冲击危险性评价

为得到深井综放工作面侧向支承压力分布特征和评价邻近区域冲击危险性,采用钻孔、地震CT等方法对某矿1300采空区侧向支承压力分布进行了探测,结合应力对冲击地压的控制作用,对距该采空区80 m处的1301运输巷冲击危险性进行了评价,并通过工程案例对探测与评价结果进行了验证。结果表明,1300采空区侧向支承压力影响范围为155 m,低应力区宽度小于20 m,1301运输巷具有强冲击危险,采空区侧向支承压力演化的滞后性易造成邻近区域发生滞后性冲击地压。研究结果揭示了深井综放工作面邻近区域发生冲击地压的原因,为邻近区域冲击地压防治提供了基础。

微地震监测系统在深井综放工作面的应用

为了确保矿井的高效安全生产,超前预报深井综放工作面的来压情况,采用微地震监测系统,对微震事件进行分析,再根据实际的矿压监测结果验证其准确性。结果表明,微地震监测系统监测到的微震事件能够预测综放工作面的来压情况,但准确性还不够高,需要结合现场实际对微地震监测系统作进一步的研究和改进。

深井大倾角综采工作面覆岩破坏特征研究

针对深井大倾角工作面覆岩破断和运移规律的复杂性,通过陈蛮庄矿大倾角工作面的实际数据,采用理论分析从走向和倾向分析了顶板运移形成的结构:走向形成砌体拱小结构,倾向形成砌体梁结构,总体形成砌体板结构。通过经验公式计算出三带高度,并运用微震监测系统,检验了经验公式计算的三带高度,并且进一步从工作面垂直、倾向和走向三个方面分析上覆岩层的破坏特征。

深井厚煤层综采工作面超前支护技术研究

分析了单体铰接梁超前支护与自移式支架超前支护的技术特征,通过现场矿压观测试验,比较2种支护形式下围岩变形规律,认定合理选择超前支护方式是实现深井厚煤层综采工作面安全高产高效的基础。

深井厚煤层综采工作面超前支护技术研究

通过单体铰接梁超前支护与自移式支架超前支护的技术特征分析和现场矿压观测试验,比较了两种支护形式下围岩变形规律,结果表明,采取超前自移支架支护减少了巷道顶底板及两帮的移近量,支护效果好。

采煤机割煤对工作面单体液压支柱的影响研究

通过在采煤机割煤时对深井回采工作面中部单体液压支柱上压力的观测,了解到采煤机割煤时对一固定单体柱上压力的影响变化规律。为深井回采工作面顶板支护提供理论指导和支持。

采煤机割煤对工作面单体液压支柱的影响

通过在采煤机割煤时对深井回采工作面中部单体液压支柱上压力的观测,了解到采煤机割煤时对一固定单体柱上压力的影响变化规律,为深井回采工作面顶板支护提供理论指导和支持。

孤岛工作面掘进巷道冲击地压防治实践

掘进工作面一直是深井采掘工程冲击地压防治的重点工作,孤岛工作面由于其特殊的采掘应力环境,给防冲工作带来了挑战。通过理论分析、数值模拟、监测预警和现场实践等方法,围绕防冲优化设计、支护设计、监测预警方法和防治技术措施等主要内容,对典型大采深孤岛工作面进行了冲击地压综合防治的实践研究。结果表明,采取的综合防治手段有效防治了冲击地压的发生,实现了孤岛工作面掘进冲击地压防治的安全施工,为深井掘进冲击地压防治提供了参考。