提高矿井通风安全性的分区域通风系统设计

煤矿的通风系统是开采过程中重要的基础设施,对煤矿的安全具有重要的影响。分区域通风系统以其气流独立、风路短、阻力小的优点在矿井通风系统中具有广泛的应用。针对某煤矿的通风系统进行南北区分区域通风系统的设计,并对通风系统进行风阻的测定,从而进一步优化通风系统的布置,布置煤矿的通风安全。

深部区域破碎围岩开拓巷道围岩控制技术研究

以深部煤矿开采工作为例展开分析和研究,重点提出煤矿开采过程中深部区域破碎围岩开拓巷道的围岩控制技术方法,保证巷道结构的安全性和稳定性,实现整个开采工作的安全有序开展,避免产生严重的安全隐患问题,实现煤矿开采工作的良好经济效益和社会效益,同时为后续类似工作的顺利实施提供相关参考和借鉴。

基于信号强度和信道状态的煤矿井巷目标追踪实验设计

针对煤矿井巷复杂作业环境导致的人、机、物定位和跟踪精度差问题,基于Wi-Fi指纹设计了接收信号强度指示(RSSI)区域定位和信道状态信息(CSI)精确定位相结合的煤矿井巷目标追踪实验,实验融合了通信、数字信号处理和现代信号处理等学科知识。构建了煤矿井巷目标定位追踪系统模型,并提出了基于煤矿井巷信号接入点(AP)测量准确度的动态在线匹配(ABAPM)RSSI区域定位和基于稳定载波链路的环境修正(EMSCL)CSI精确定位算法。实验结果表明,基于煤矿井巷信号接入点测量准确度和可信载波链路的有效判断,提出的ABAPM与EMSCL联合定位算法较好地解决了煤矿井巷中存在的信号接入点被移动物体遮挡、载波链路不稳定、离线环境与在线环境变化等问题,与传统RSSI与CSI算法相比,联合定位算法定位与追踪效果更佳。

典型岩溶矿区突水成因研究——以龙宝煤矿为例

为研究岩溶地区煤矿采面突水成因,以贵州黔北地区龙宝煤矿为试验地点,采用可控源音频大地电磁法确定水源及导水通道,并结合COMSOL建立突水模型,分析突水过程裂隙水压和突水量变化.采用可控源音频大地电磁法探明突水点附近T_(1)y^(2)地层形成2条导水通道,P_(3)c地层形成5条导水通道,P_(3)l地层形成4条导水通道,煤层采动导致应力场和地下水的天然流场发生变化,在上部地层形成岩体裂隙并贯穿T_(1)y^(1)和T_(1)y^(3)隔水层.通过模拟不同裂隙与工作面导通后的突水量,并结合现场实测突水量综合分析可知,突水前,采空区的冒落带已经导通了Ⅰ号导水通道,使涌水量一直保持在20 m^(3)/h左右;推采过程中,顶板受到采动影响冒落,使采面与Ⅱ号导水通道贯通,导致含水层T_(1)y^(2)中的承压水通过Ⅱ号导水通道瞬间涌入工作面,使涌水量突然增大至100 m^(3)/h.

基于弹塑性力学的滑移支架多工况数值分析

针对两淮地区煤矿深部破碎软弱围岩支护的难点及其支护机制,设计研发自移式不反复支撑顶板液压支护支架。基于弹塑性力学建立数值分析模型,计算多工况下迈步过程中液压支架位移、应力、应变等力学参量。研究结果表明,在工况1时最大等效应力为245.33 MPa,工况2时最大等效应力为246.82 MPa,工况3时最大等效应力为245.27 MPa。3种工况的最大应力值不超过材料的屈服强度,满足要求,支架能够正常进行支护作业。研究结果可以为全面评估液压支架可靠性、稳定性以及施工工艺优化提供理论依据。

基于专利信息的内蒙古露天煤矿生态修复技术研究

在“双碳”背景下,内蒙古作为国家重要能源和战略资源基地,致力于生态优先、绿色发展,通过实施露天煤矿山生态修复技术集成与示范,推动绿色矿山建设。针对内蒙古地区露天煤矿生态修复现状,本研究基于2005—2022年内蒙古露天煤矿生态修复专利基础数据,通过技术领域分布、区域分布、专利技术构成功效等方面,运用专利分析方法对内蒙古露天煤矿生态修复技术专利结构进行了深入探讨。研究结论为内蒙古露天煤矿生态修复专利技术的总体趋势向好,但整体创新能力和创新水平仍有进一步发展空间,技术创新的地域差异较为显著,有效专利的拥有量不足,专利技术功效有待提高。基于上述结论,本研究提出了优化专利布局策略、提高科技成果转化率、加强专利技术集成与示范等改进建议,以期进一步发挥内蒙古作为全国北方重要生态安全屏障的重要作用。

煤矿区复垦土壤压实时空变异特征

为了揭示煤矿区复垦土壤压实状况的时空变异规律,该文以未塌陷土地为对照,通过实地测定,分析5个复垦年限水平和垂直方面的土壤压实度变异特征。结果表明:复垦土壤表层压实度以复垦1a(正在复垦)的最大,达到2050kPa,随着复垦年限增加逐渐减少,复垦5a的最小(50kPa),基本达到未塌陷土地的压实度。表层土壤压实度空间变异最大的是复垦5a的土地(变异系数为68.40%),其次是未塌陷土地(52.58%),最小的是正在复垦的土地(22.01%)。从各层的变异情况看,正在复垦的土地各个层次土壤压实度都较大且变异系数较低,其他复垦年限土壤压实度上面3层较小但变异大,至第4层(22.86～30.48cm)达到较高值,且变异较小,之下压实度基本稳定。

老窑采空区的探测技术与实例研究

针对老窑不同的采煤方法(如壁式开采、房式开采)、不同的采空区类型(如工作面采空区、巷道采空区等)以及采空区内充填物质的差异等多种复杂情况,讨论了老窑采空区的地震波场和电磁波场响应,结合一些典型工程实例,总结了老窑采空区与老窑巷道在二维、三维地震资料上的判识标志以及视电阻率断面上的显示特征,提出了小煤窑采空区快速检测的最佳技术组合,即综合利用遥感地质影像分析、地面地质调查、地面地震与电法勘探以及钻探验证等多种手段相互配合,能够实现采空区的多方法、多参数综合探测,减少多解性,提高综合探测精度.

东北煤矿区环境风险评价探讨

对我国东北地区18个大型煤矿区的大气、地面水、声环境和矸石堆积与地面下沉的环境风险分析表明,东北煤矿区的环境风险问题相当严重,主要污染物为TSP、COD、BOD5、Cd。地面沉陷与煤矸石堆积对环境影响最大的是抚顺和南票矿区。

煤炭富集区开发模式解析——以锡林郭勒盟为例

近年来我国煤炭资源富集区的开发力度空前加大,目前已经初步形成了煤炭—火电—煤化工一体化开发的态势。然而,煤炭资源富集区大多生态脆弱、水资源短缺,这一开发模式与区域主导生态功能存在尖锐冲突。重点剖析了内蒙古锡林郭勒盟煤、电、煤化工发展中存在的问题,认为突出表现在以下几个方面,即现有开发模式的可持续性较差、生态和景观破坏严重、水资源供需矛盾突出、生态建设具有盲目性。要实现资源开发与生态保护的协调发展,就必须调整区域开发模式,控制资源开发范围,加大生态建设投入,并探索适用的生态建设模式。从长远来看,要实现煤炭资源富集区的可持续发展,应通过国土规划明确区域功能定位,建立规范的生态补偿机制,编制综合性区域开发规划,并加强矿区生态恢复技术研究。

基于AHP的煤炭矿区生态环境质量模糊综合评价

着眼于郑州煤炭矿区的特点和实际,构建矿区生态环境质量评价指标体系,建立由AHP方法确定指标权重的模糊综合评价模型,对郑煤超化矿区生态环境质量进行综合评价,进而为解决矿区生态环境问题提供科学的决策依据。

中国煤矿水文地质类型划分与特征分析

为了落实《煤矿防治水规定》与《煤矿安全规程》之要求,根据全国26个省(区、市)调查数据与信息,经过系统地统计和分析,笔者总结提出了我国煤矿水文地质类型划分的基本状况和特征,并从煤矿数量、涌水量、富水系数、类型复杂程度、专门防治水机构、从业技术人员、持证探放水工和专用探放水钻机等方面,分析了全国和各省市区煤矿的基本特点、成立、配备与保障情况,剖析了我国四大主要聚煤区的煤矿水文地质类型特点、面临的主要水害难题和防治水组织机构与保障措施等。

煤炭开采的生态效应及其地域分异

研究目的:分析不同地域矿区煤炭开采引起的生态效应及其地域分异现象,为差异性土地复垦与生态重建技术提供依据。研究方法:综述法、实地调查法和比较研究法。研究结果:煤炭开采扰动生态系统要素,改变生态系统结构和功能,其生态效应明显;这种效应在矿区内和矿区间表现程度和形式不尽相同,存在分异现象;影响生态效应差异的主要因素是采矿扰动因子和本底生态条件。研究结论:开展矿区生态监测和修复需要分区对待,并探索其敏感性指标或建立综合性指标评价体系。

IKONOS影像在矿山环境遥感监测中的应用——以白银煤矿区为例

选取以地下开采方式为主的白银煤矿区为研究区,以IKONOS卫星影像数据为主要信息源,在遥感解译与野外验证的基础上,对研究区内矿山环境的现状进行了分析。研究表明IKONOS融合图像对于煤矿区的监测效果理想,较好地实现了对矿业活动占地情况、矿山地质灾害以及矿山周边环境的监测。

模糊评价在高潜水位矿区复垦潜力评价中的应用

为了缓解人地矛盾、合理利用土地,为编制科学合理的采煤塌陷治理规划及复垦方案提供科学依据,对高潜水位地区采煤塌陷地复垦潜力评价进行了研究。以东部高潜水位平原某矿区为例,主要针对其塌陷易积水的特点,运用模糊数学理论对其复垦为耕地的潜力进行了综合评价,得到最终评价结果为适宜复垦为耕地。

多年冻岩土区露天矿边坡局部稳定性探究

多年冻岩土区露天矿边坡具有特殊的地层分布,且坡表易受外环境周期性的影响而产生局部滑塌或掏蚀破坏。本文沿用含相变的温度场、渗流场、应力场耦合(THM)简化算法和理想边坡模型,探究了边坡冻融下局部损伤破坏演化过程,讨论了基于屈服接近度的局部稳定性分析评价方法的实用性,并以此研究了各因素对边坡稳定性的影响。结果表明:拉塑性区会随着季融层回冻而内移,坡体浅层有沿季冻层底冰面滑塌的可能,而坡肩内部是坡体整体安全性的受力关键,局部有效屈服区综合了拉剪破坏的性质及其区域分布。冻结温度、坡高、冻融循环次数、热膨胀系数、孔隙率对局部有效屈服区的影响程度依次减弱。其中,坡高、冻结温度、冻融次数主要导致坡体内部的损伤积累,坡角更易导致坡表的破坏,而热膨胀系数、孔隙率将同时增大坡体的破坏区与损伤区。

省级区域煤矿事故风险综合评估方法研究

针对省级区域煤矿风险评估缺乏理论和方法的问题,提出了省级区域煤矿事故风险综合评估方法:先由专家对各煤矿事故风险指标的损害程度量化值和发生概率进行评估打分,构建综合判断矩阵,再用层次分析法确定各风险模块的权重,最后计算风险模块的综合风险等级。该方法通过对区域煤矿事故风险评估的共性研究,为省级区域煤矿事故风险管理打下理论和实践基础。

基于判别、因子分析的采煤沉陷风沙区土壤质量评价

为给沉陷风沙区土地利用规划、治理提供理论参考,主要应用典型判别分析与因子分析对内蒙古鄂尔多斯市毛乌素沙地南缘补连塔矿区沉陷于2004、2005年的2个沉陷区沉陷2～3a后的土壤质量进行了分析。结果表明,2个沉陷区的土壤含水率、硬度、全氮与全磷显著低于对照区(p<0.05);部分沉陷区内地表扰动严重的坡位体积质量显著降低(p<0.05),孔隙度显著升高(p<0.05);各沉陷区全钾与有机质无显著变化(p>0.05),速效养分整体上有活化趋势。由典型判别分析得到一个主要反映土壤养分扰动程度的判别函数,可将对照区与2004、2005年沉陷区样点分别划分入无影响、有影响与严重影响3个等级。通过因子分析将11个土壤指标概括为5个意义明显的综合因子,并以雷达图与散点图形式对沉陷区样点各综合土壤质量因子得分进行了直观表达。

门头沟煤矿区生态修复功能及生态农业工程规划

生态环境的破坏已成为中国煤矿区的共性问题,对破坏了生态环境进行修复成为现阶段矿区环境保护工作的重点。生态修复总体规划的编制是煤矿区生态修复工作顺利开展的重要保障,生态修复功能区划又是生态修复总体规划的首要步骤。以北京市门头沟煤矿区的生态修复为例,结合门头沟煤矿区生态修复总体目标,重点探讨了生态修复功能区划的指标体系和方法;将整个研究区划分为生态修复区、生态维护区和生态保持区,分别对3个区的修复方式、修复方向进行了界定,并根据区划结果对生态农业修复工程进行了指导。

煤矿井下不同粗糙度巷道内风速分布的风洞模拟

针对井下巷道壁面附近的低风速区域进行了实验室模拟风洞试验研究,通过实验室风洞模拟试验得出了在不同壁面粗糙度及不同风速作用下巷道壁附近的低风速区域分布。结果表明,壁面附近低风速区域的厚度随着巷道壁粗糙度的增大而增大,并且巷道风速越低其低风速区域厚度越大。为了有效防止因低风速区域过大而引起的有毒有害物质积聚,可采用增加风速或者修筑更加光滑的巷道壁面等措施。