铁矿老采空区空间分布精细探测方法与应用

准确探明铁矿老采空区的空间分布特征对采空区地表塌陷灾害防控至关重要,针对现有探测精度难以满足采空区治理需求的问题,提出了一种高精度磁测法定平面、天然源面波法和可控源音频大地电磁法定层位、钻孔钻探法做修正的铁矿采空区精细探测方法。以顿丘铁矿老采空区为工程背景,采用高精度磁测法进行磁场特征探测,推断老采空区平面分布范围,在此基础上,融合天然源面波法和可控源音频大地电磁法的技术优势,获得采空区不同位置、深度上地层电阻率和波速变化规律,进而推断采空区垂向分布范围及深度,最后利用钻孔钻探法对物探结果进行对比修正,实现了铁矿老采空区空间分布的精细探测。顿丘铁矿2#矿体群开采形成的采空区平面形态近似于歪葫芦形,面积为4992.5 m^(2);采空区分为采空纯空区和采空回填区2种形式,采用平均厚度法计算的2#矿体群采空区体积为112281.33 m3。探测结果与采掘基础资料有较高的契合度,研究方法和结果对铁矿老采空区探测和治理具有一定的指导意义。

采空区三角形投影体积算法及其应用

采空区体积的获取是采空区充填以及灾难监测的重要基础。由于采空区形状的特殊性及复杂性,过于复杂的算法不利于其体积的求取。本文首先利用三维激光扫描仪探测采空区获取点云数据,确定点的空间拓扑关系,对采空区点云进行三角剖分,实现采空区三角网模型的构建。然后运用三角形投影体积算法,利用模型三角面与其在投影面上对应顶点构建出五面体,把五面体分割为三个四面体,通过四面体体积累加实现对采空区体积的精确求取。通过与Surpac求取的采空区体积对比,三角形投影体积算法相比传统的采空区三角网模型四面体算法求取的采空区体积精度更高。

采空区埋管汇集舱瓦斯抽采技术研究与应用

为了解决高瓦斯矿井采煤工作面上隅角瓦斯体积分数超限问题,从理论上分析了采空区瓦斯分布规律、计算了采空区瓦斯体积分数场的瓦斯值,研究了一种关于采空区埋管—汇集舱的瓦斯抽采技术。青岗坪煤矿现场应用实践表明,有效地解决了该矿42102综放工作面的上隅角瓦斯体积分数超限问题,确保了矿井的安全高效回采。该技术为国内采煤工作面上隅角瓦斯抽采、矿井瓦斯防控与治理提供了一种新思路、新技术方法。

浅谈矿石回采率的间接计算

针对矿石回采率计算中存在的问题 ,分析了报销采空面积法的缺点 ,提出了解决这一问题的措施 。

采空区体积三角网模型四面体算法改进及应用

准确获取采空区体积是矿山实施空区周边资源安全开采的重要基础性依据,也是矿山实施空区处理及其灾变监控的重要基础性工作。针对传统采空区三角网模型四面体算法易出现重叠计算的问题,本文以采空区三维激光探测系统(CMS)获取的原始数据为依据,在自主研发的采空区三维探测建模软件生成的采空区三角网模型的基础上,改进了传统采空区三角网模型四面体算法,提出了以激光探头为中心点连接所有三角网的四面体累积求和算法,实现对采空区体积的精确求解。算法首先确定了四面体求解的中心点,通过中心点与三角网模型中的所有三角片面连接形成四面体,然后运用四面体的有向体积相加实现对采空区体积的求取。实际应用表明,改进后的采空区体积四面体算法具有精度高、适用性好等优点。

Numerical simulation of nitrogen injection of goaf in fire prevention based on Finite Volume Method

The numerical simulation is used to research the influence of nitrogen injection on spontaneous combustion in goaf. The spontaneous combustion mathematical model on the coupling of air flow field, oxygen concentration field, and residual coal temperature field was established with nitrogen injection in goat＇. Then the software of numerical computation was pro- grammed by Finite Volume Method. Combined with the example, the distributions of air flow field, oxygen concentration field and residual coal temperature field at different nitrogen injection volume were obtained by the software. The results show that the nitrogen injection could effectively prevent the spontaneous combustion fire in goaf and the highest temperature in goaf decreased with the nitrogen injection volume increasing. Finally, the accuracy of the numerical simulation was verified by the temperature observation in field. The achievement of this research is of theoretical and practical significance for the prevention of coal spontaneous combustion in goaf.