马陵山站硐室改造前后VS型垂直摆倾斜仪数据质量分析

利用潮汐分析法,分析和评价了马陵山站VS型垂直摆倾斜仪硐室改造前后数据质量的变化情况,结果表明:(1)历年数据观测精度m_γ均小于0.02,仪器搬迁至改造后硐室又有显著提升,数据质量优于搬迁前,超越全国形变优秀台的标准;(2)搬迁后仪器观测噪声水平M_l始终在0.005″左右,稳定性更好;(3)校正后发现搬迁前仪器安装方位角存在较大偏差,影响M_(2)波相位滞后。硐室环境优化改造是有效改善观测数据精度,提高数据质量的重要保证。

高温对煤矿硐室人员健康影响与温度限值研究

针对煤矿井下机电设备硐室作业人员受高温环境影响引发健康与安全问题,为了降低作业人员热相关疾病的发生概率,提高作业人员热舒适度与工作效率,通过煤矿现场调查问卷和实验测试,结果表明:高温对大多数作业人员产生的心理烦恼程度是“很烦恼”;心率、腋温、口腔温度、血乳酸浓度均大幅升高;肺活量、调节能力、疼痛感知能力均显著下降;注意力集中能力与反应能力降低,但变化幅度不大;暗适应能力基本无变化;建立人体腋窝温度、口腔温度与环境温度之间的相关性模型,得出机电设备硐室作业温度限值为34.6℃。

基于概率神经网络和层次分析法的硐室群施工风险评估

地下硐室群施工风险研究尚处于起步阶段,为快速准确评判风险因素,预防施工安全事故,利用概率神经网络(PNN)和层次分析法(AHP)建立风险评估模型,并研发硐室群施工风险评估软件。通过统计分析硐室群施工风险因素,设置工程地质、自然、设计施工和管理4个一级风险因素,23个风险控制指标,建立针对硐室群施工的风险指标体系。收集典型样本数据后,基于PNN对施工风险等级进行评判,同时采用AHP定量分析风险因素权重,迅速捕捉风险点,采取风险控制措施并优化施工方案。运用研发软件对重庆轨道交通18号线歇台子站硐室群施工进行风险评价,得到风险概率等级为Ⅳ,在施工过程中需要重点监测和控制地下水、围岩等级和支护及时性等带来的影响,实例评价结果与现场情况相吻合,验证了该评估软件的有效性和实用性。研究表明:针对硐室群施工建立的指标体系和评估方法能有效预测风险级别,实时指导施工过程,确保地下硐室群施工安全。

井下硐室柴油蒸气泄漏扩散规律

随着柴油单轨吊和无轨胶轮车等辅助运输装置在煤矿井下的推广应用,在井下运输和加注柴油的频率越来越高,运输和加注柴油过程中泄漏的柴油和挥发的柴油蒸气会污染井下空气环境,严重时还可能造成燃烧与爆炸事故。针对煤矿井下柴油运输及加注过程的环境特点,构建了井下流态环境泄漏柴油蒸发扩散模型,建立了基于风速和蒸发速率的柴油蒸气体积分数峰值预测方法,研究了不同环境风速及柴油蒸发速率条件下的柴油蒸气体积分数分布规律,提出了煤矿井下柴油蒸气-瓦斯混合环境防火防爆措施。结果表明:在井下流态环境中,柴油蒸气扩散呈现出明显的沉降、分层及分段特性,风流对柴油蒸气扩散具有促进作用;当柴油泄漏后20s时,蒸气可扩散至距泄漏点下风侧10 m;当柴油泄漏后40 s时,蒸气可扩散至距泄漏点下风侧15 m;当柴油泄漏后70 s时,硐室中各监测点柴油蒸气体积分数达到峰值并趋于稳定;柴油蒸气体积分数峰值点位于泄漏点下风侧1 m处;可通过采用降低硐室环境温度、减少泄漏面积和增加风速等措施防止柴油蒸气-瓦斯混合气体燃烧和爆炸。

深部软岩硐室群施工相互影响及变形破坏分析

地下矿山溜破系统服务年限长,其涉及卸载、破碎等多个大断面硐室。为解决硐室群施工过程中由于相互影响导致围岩变形破坏特征复杂的问题,以钟九铁矿-550~-590 m水平溜破系统硐室群为工程背景,基于弹塑性理论获取硐室围岩塑性区范围,并构建矿石和废石卸载硐室、下部溜井、破碎硐室和储矿仓8个大断面硐室数值模型,分析单硐室施工和硐室群顺序施工过程中的围岩应力和变形时空分布特征,开展硐室群施工相互影响研究,并据此提出了变形控制方案。结果表明:随着溜破系统硐室群的顺序施工,废石破碎硐室、卸载硐室、储矿仓帮部最大变形呈线性增大趋势,帮部塑性区呈先增加后基本不变的趋势;已建设完成的硐室群会使后续施工硐室区域岩体质量变差,相比于施工单硐室,顺序施工至废石卸载硐室和废石储矿仓,其帮部变形分别增加了21.7%和53.4%,塑性区范围分别增加了32%和92%。研究成果可为钟九铁矿后续硐室施工和支护设计提供指导,对于类似矿山硐室群施工相互影响研究也有一定的参考意义。

煤系软岩中抽水蓄能电站地下厂房大断面硐室支护设计

为实现绿色低碳可持续发展,大屯能源股份有限公司龙东煤矿拟在埋深约300 m的煤系软岩地层中建设抽水蓄能电站,决定该项目可行性的关键问题之一是能否对主厂房大断面硐室进行经济有效的支护。为此,提出了基于规范和灰色关联度分析的支护设计方法。首先对该硐室的围岩稳定性进行分级,然后根据相关规范和工程经验提出4种支护备选方案,继而通过数值模拟对其支护效果进行对比分析,最后运用灰色理论的关联度模型综合支护效果和支护成本确定出技术经济效果最优的支护方案,从大断面软岩硐室的支护角度证明了在龙东煤矿建设抽水蓄能电站的可行性。该支护设计方法科学、可行、高效,可为煤系软岩中大断面硐室的支护设计提供参考。

高地应力下深部硐室底鼓破坏围岩稳定性分析

为研究西部山区高地应力作用下深部硐室的稳定性问题,根据普氏压力拱理论,综合考虑深部硐室冒顶,片帮以及底鼓破坏,建立了高地应力下深部硐室底鼓破坏模式,基于极限分析上限法和非线性Hoek-Brown破坏准则,推导了该破坏模式下深部硐室的围岩压力理论公式,求解了该破坏模式下深部硐室围岩压力上限解,并将本文结果与数值模拟和已有成果进行对比分析。此外,通过该破坏模式研究了各参数对围岩压力和潜在破坏面的影响。结果表明:(1)随着初始地应力场参数中σ_(V)和λ增大,深部地下硐室围岩压力q逐渐增大,硐室围岩潜在破坏面逐渐增大,其中σ_(V)表现尤为显著;(2) Hoek-Brown破坏准则参数中GSI、σ_(ci)和m_(i)的增大对深部硐室围岩稳定性有明显的提高效应,而D增加则会降低硐室围岩的稳定性;(3)随着底部压力相关系数μ增加,深部地下硐室顶板和两帮的围岩压力表现为减小的趋势。研究成果可为深部硐室的支护设计提拱有效的理论支撑。

软岩硐室群蠕变模型选择与长期稳定性研究

硐室服务年限较长,围岩会随着时间的积累而产生蠕变,造成支护变弱甚至失效,从而影响矿山安全。为研究工程软岩硐室围岩的蠕变特性,以钟九铁矿井底硐室群为研究对象,首先采用ROCK1000-50VHT型岩石高温三轴流变试验系统进行5、10、15 MPa围压下的三轴蠕变试验,分析其蠕变和破坏特征。试验结果显示:闪长岩蠕变破坏在低围压下主要为剪切破坏,当围压逐渐增大时,会转变为劈裂破坏;在三轴应力条件下,闪长岩的蠕变会出现压密、弹性、裂隙扩展和破坏4个阶段;当加载应力较低时,闪长岩在瞬时应变后会出现等速蠕变,随后轴向应变逐渐趋于稳定;但当加载应力较高时,岩体进入到等速蠕变阶段的时间变长,轴向应变不断增大。根据其蠕变特征选取Burgers模型建立本构方程,经拟合后与蠕变试验曲线基本吻合,表明本构模型能够反映闪长岩蠕变力学特性。最后采用Burgers蠕变本构模型,基于FLAC3D对硐室支护模型进行数值模拟。结果表明,现有支护方案可以保持硐室群的长期稳定性。研究对软岩硐室群支护时效性分析具有借鉴意义。

大断面硐室快速施工技术应用

基于长春兴煤矿西翼回风大巷调车硐室施工断面大、围岩稳定性差、施工效率低、支护难度大等现象,长春兴煤矿通过技术研究,对大断面硐室提出了分段爆破施工工艺,并对硐室内采取“组合锚索+JW型锚棚+钢筋网”等联合支护,通过实际应用效果来看,采取分段爆破施工工艺后解决了传统掘进机一次性掘进时顶板支护滞后出现垮落技术等技术难题,加快了硐室掘进效率,采取合理有效的支护措施后控制硐室围岩变形现象,取得了显著应用成效。

深部强采动大巷硐室修护补强技术——以万家庄煤矿为例

以万家庄煤业2#煤层深部强采动一号变电所硐室为工程背景,探究深部大巷硐室强采动破坏机理及强采动围岩稳定性控制原理,分析深部强采动大巷硐室修护补强方案,并结合现场工业性试验优化相关支护技术参数。研究结果表明:2#煤层顶板为复合软岩顶底板,极易受到采场周围的岩层运动、应力集中和应力重新分布的影响,导致一号变电所硐室围岩矿压显现剧烈;煤壁前方支承压力幅值随着远离工作面呈现出近场快速增加、远场缓慢降低的趋势;硐室受到的采动影响较为剧烈,在两翼工作面回采期间,围岩最大变形量为155.8 mm,支护效果显著改善,有力地保障了工作面安全高效回采。

金属矿山井下提升机硐室制冷降温研究

针对广东韶关某金属矿井﹣320m提升机硐室热害问题,提出了风冷式多联机降温系统,并开展方案设计;制冷机冷凝端布置在同一水平回风天井附近,便于冷凝热排放;蒸发端布置在硐室进风一侧壁面,距地面标高5.0m。研究表明,在不改变既有通风网络的条件下,多联机系统能控制提升机硐室温度不高于30℃,极大地改善了提升机的工作环境,降温后的风流同时也改善了配电室和室外机的周边环境,增加了有效通风量。

压缩空气储能人工硐室储气库爆破开挖技术探讨

为支撑世界首例300 MW级压缩空气储能人工硐室储气库工程的安全建设,满足储气库围岩的损伤控制要求,对人工硐室储气库爆破施工中的掏槽孔区域位置、最大一段装药量和爆破临空面布置等参数设计展开分析,获得人工硐室储气库先导洞掏槽孔区域位置的基本布置方法,阐明多段位爆破装药量设计和延时设计的平衡原则,提出“一变二、二转四;二四同进、直至洞底”爆破开挖思路。通过联合应用上述3种方法,发现爆破开挖后硐壁围岩新产生的裂缝较少,表明爆破应力得到较好控制。

多次爆破开挖下硐室围岩损伤累积及松动圈扩展规律研究

为了探究硐室围岩在多次爆破开挖下的损伤累积及松动圈扩展规律,结合某试验硐室爆破开挖工程,通过ANSYS/LSDYNA重启动技术模拟多次爆破开挖下围岩的损伤累积,采用地质雷达法测定多次爆破开挖后围岩松动圈厚度,分析围岩松动圈扩展规律,最后明确硐室围岩损伤范围与松动圈厚度之间的定量关系。研究结果表明:多次爆破开挖后围岩损伤累积范围同松动圈厚度一样呈单调递减趋势,增长速率逐次降低,直至不再累积扩展;将损伤变量D在0.25~0.78之间的损伤范围看作围岩松动圈厚度,数值模拟结果与现场测试结果误差较小,说明在一定程度上岩体损伤累积程度的变化就是围岩松动圈厚度的变化。相关结论可为今后爆破开挖下硐室围岩研究提供一定参考。

屯城煤矿井下永久避难硐室设计

永久避难硐室应具有防爆密闭,动力、氧气供应,监测监控,通信、人员定位,有毒有害气体处理,硐室温度控制,食品饮水供应等多级功能,为实现这些功能,硐室内应配置好各类设备设施。以屯城煤矿七采区永久避难硐室设计为例,按80人额定容量合理配置系统能力、优选设施设备,建成了避难硐室,各项功能达预期目标,提高了矿井安全防护水平,保障了矿山人员生命安全。

盾构机拆解硐室施工技术在新景煤矿中的应用

在煤矿井下,盾构机施工的巷道无法像地铁施工那样直接从地面开挖硐室拆除盾构机。如果在盾构机后方进行解体硐室施工,挑顶、刷帮时放炮会对设备造成损坏,并且当盾构机后退时,巷道内的支护会对盾体产生损伤。此外,盾构机也无法直接施工大断面的解体硐室,只能通过新掘进一条措施巷,绕过盾构机盾体,在刀盘前方施工出50 m的解体硐室,这种方法需要额外设置运输系统,并且盾构机拆除后措施巷将被废弃。以新景煤矿拆解硐室施工为研究背景,应用新设计思路解决了盾构机拆解硐室施工问题,无需施工措施巷,只在盾构机施工的巷道内继续掘进,利用盾构机掘进配合普通钻爆法施工出盾构机解体硐室,在盾构机解体之后可以利用原有巷道上已建立起来的运输系统进行运输。

顾桥煤矿气力物料输送中转站硐室开挖技术研究

为解决顾桥煤矿1121(3)气力物料输送中转站硐室开挖施工效率低、出矸量大、人员劳动强度大和安全性差的技术难题,通过对硐室开挖施工工艺及方法的研究,决定采用爆破碎岩法和分层开挖法进行硐室开挖施工,并配合巷道修复机进行出矸作业。应用结果表明,该套技术与装备施工效率高、安全性好、人员劳动强度低、经济效益好。采用修复机出矸工效可达15 m^(3)/班,是人工出矸效率的13.6倍,可为类似矿山硐室开挖施工提供了技术与装备保障。

大断面支架组装硐室支护设计与应用

本文主要介绍了赵固一矿超大断面支架组装硐室支护设计与应用。该矿地质条件复杂,采用综合机械化一次性采全高开采技术。组装硐室作为关键巷道工程,其设计方案至关重要。本文详细描述了组装硐室的巷道设计、施工方法和支护设计,包括开口前加强支护、顶板支护、帮部支护和底板支护等。通过优化支护设计,实现了巷道工程和安全运输的双重效益,提高了支架安装速度和巷道工程整体效能。

煤矿机电硐室全氟己酮灭火系统设计

为提高赵家梁煤矿机电硐室外因火灾防治能力,理论分析了采用烟雾信号和火焰信号探测火灾的可能性,采用悬挂式灭火器串联连接延时释放的可行性,设计计算了中央变电所探测器数量和灭火剂储存量。结果表明,为满足火灾防治要求,中央变电所需要烟雾探测器和火焰探测器各4个,探测器安装间距为7.5 m,探测器至端侧的距离为3.75 m,探测器到最远点水平距离为4.80 m,采用悬挂式灭火器,单个灭火器最大容量为30 kg,灭火器数量为16个,灭火器延时继电器延时间隔为0.05 s,灭火控制器为自动运行状态,灭火剂释放倒计时为30 s。

复杂条件下大断面机头硐室快速施工工艺研究

基于同安煤矿胶带暗斜井机头硐室施工断面大,造成硐室施工过程中掘进效率低、煤矸运输难度大、支护难度大,通过技术研究,提出了分层爆破施工工艺。施工工艺优化后,硐室掘进速度由原来的1.7 m/d提高至4.2 m/d,单茬排矸时间缩短了60%。

地下矿山指状闸门硐室高支模的设计应用分析

针对地下矿山指状闸门硐室拱形顶板混凝土的施工,搭设了模板支撑架体,分析支撑体系的力学性能。对比分析了扣件式钢管脚手架、碗扣式脚手架及承插型盘扣式脚手架的优缺点,方案设计采用承插型盘扣式钢管满堂支撑脚手架,利用有限元方法计算拱形模板支撑架体,验算支架体系的变形、组合应力及稳定性满足规范要求。采用有限元软件MIDAS Civil建立了指状检修闸门操作硐室模板支架有限元模型,解决了拱形顶板难以计算及采用平板近似计算不准确的问题,为拱形模板支撑体系的设计分析提供参考。