CO emission in the air return corner of the working face in shallow burial mining areas

In shallow burial mining areas, abnormal CO emission and the spontaneous combustion of coal are great threats to safety production at a fully-mechanised working face. In order to prevent the CO concentration in the air return corner from exceeding the critical limit, the paper studied the CO emission regularity and characteristics through theoretical analysis, experimental research and field observation. The results show that the main sources of CO emission were the spontaneous combustion of coal in the goaf and the exhaust emissions coming from underground motorised vehicles. The effect factors of CO emission were also investigated, such as seasonal climate changes, the advancing distance and advancing speed of the working face, the number of underground motorised vehicles and some other factors. In addition to these basic analyses, the influence mechanism of each influence factor was also summarised theoretically. Finally, this study researched the distribution and change law of CO concentration in the fully-mechanised working face in two aspects: controlling the change of monitoring points and time respectively. The research results provide a theoretical basis for preventing the CO concentration from exceeding the critical limit in the air return corner and reducing the possibility of spontaneous combustion of coal. Additionally, the results also provide important theoretical and practical guidelines for protecting miners' health in modern mines featuring high production and high efficiency all over the world.

柔性浅埋物的声-振智能探测

提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型;然后,搭建声-光融合智能探测系统,构建不同柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图数据集;最后,对数据集进行训练和测试,验证该算法用于干涉条纹图识别的可行性。实验结果表明:在给定实验条件下,柔性浅埋物智能探测网络模型的精确率为98.39%,召回率为84.72%,平均识别精度为99.66%。该声-振智能探测方法可以在给定实验环境下对多种柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图进行智能识别,适用于浅层地下柔性掩埋物的大面积快速探测。

浅埋深综放工作面采空区“三带”分布研究

为研究浅埋深综放工作面采空区“三带”分布规律,在串草圪旦煤矿6101综放工作面采空区埋设束管,对采空区“三带”进行了现场实测。实测结果表明:由于煤层埋深浅、地表起伏大、进风侧存在地表漏风,进风侧采空区“三带”明显滞后于回风侧,进回风两侧氧化带宽度分别为87.8 m和61.4 m。利用FLUENT软件对实测条件下该工作面采空区“三带”进行了数值模拟,模拟结果和现场实测结果基本一致。同时模拟了不漏风条件下该工作面采空区“三带”分布,此时采空区散热带、氧化带范围大幅度减小,进风侧采空区氧化带稍大,而工作面中部和回风侧“三带”分布基本一致。

基于围岩应力状态的超大断面隧道深浅埋判定研究

随着目前公路隧道跨度越来越大,而超大跨扁平隧道由于其特殊的形状,使得拱部受力较上圆形隧道更为不利且开挖的影响范围也更大,因此现有深浅埋分界方法的适用性尚需考证。研究采用数值计算与经验公式方法,对比不同跨度、不同围岩级别下超大跨扁平隧道的深浅埋分界,得到适用于此工程的判定方法,同时确定其深浅埋分界范围。研究结果表明:1)主应力旋转轴理论与规范经验法相互补充、相互验证,具有着一定的可操作性,大跨扁平隧道深浅埋分界的判定应结合2种方法综合得到;2)当隧道跨度在19 m左右时,Ⅲ级围岩深浅埋分界值为6 m,Ⅳ级围岩深浅埋分界值为14 m,Ⅴ级围岩深浅埋分界值为34 m。

超浅埋暗挖车站隧道下穿城市主干道沉降控制技术

超浅埋暗挖技术现已经广泛应用到地铁施工建设中,以济南地铁4号线邢村站附属结构A号出入口地下通道为例,利用ABAQUS软件建立超浅埋暗挖地铁隧道下穿管线三维有限元模型,对地下通道部分开挖过程进行了模拟。研究地下通道在有无管棚注浆预支护条件下横穿城市主干道管线变形和周围地表沉降变形规律,分析了隧道衬砌的变形和受力。结果表明,在管棚预支护条件下进行隧道开挖,能有效地减小地表沉降和管线沉降,其地表最大沉降值与未采用管棚预支护相比,分别下降60.24%和66.8%;矩形断面的横通道在开挖过程地表和管线的沉降影响大于标准拱型断面。

麻地梁煤矿首采综放面收作期间防灭火技术研究

麻地梁煤矿507首采面是采用放顶方法开采埋藏浅特厚的长焰煤,漏风严重,丢煤多,尤其在工作面收作期间未进行放顶,采空区遗煤量更大。另外,工作面未采阶段推进速度慢,遗煤氧化时间长,极易引起采空区煤自然发火。针对以上情况,采取注氮降氧、高位钻孔注浆和注高固水材料覆盖隔氧、堵漏控风等的综合防灭火措施,保证了该工作面支架的安全撤出,为类似回采条件的工作面收作期间的防灭火提供参考。

基于光纤温度混合域特征的海缆浅埋状态识别

针对光纤温度信号非平稳、非线性的特点,以及在海床表面温度和海床深处温度近似相等即温度平衡时间段内,利用光纤温差识别海缆浅埋位置存在一定的局限性问题,提出一种基于优化VMD混合域特征和LSTM的海缆浅埋状态识别方法,用于识别海缆深埋和浅埋两种状态。首先,采用参数优化的VMD对光纤温度信号进行分解,提取各阶本征模态分量与原始信号相关系数最大的分量;其次,提取原始温度信号的时域和频域特征,结合所选IMF的时域和频域特征以及能量和熵特征构建混合域特征集,并利用CDET进行敏感特征选择;最后,设计LSTM结构,将训练集输入网络进行训练,测试集验证网络的有效性,实现海缆浅埋状态识别。通过现场采集的海缆光纤温度数据进行验证,测试准确率达到100%,结果表明,该方法能够准确识别海缆浅埋状态。

不同开挖工法下浅埋偏压小净距隧道及边坡稳定性研究

【目的】隧道施工中常遇到小净距偏压隧道与边仰坡相互作用的情况,可能导致隧道塌方及边坡失稳,因此在建设过程中应及时对二者进行加固,尤其是浅埋小净距偏压黄土隧道。【方法】以中兰客专引入兰州枢纽配套工程白石一号隧道为工程背景,采用数值模拟的方法对不同开挖工法及施工顺序下小净距隧道的稳定性进行研究。【结果】浅埋偏压小净距隧道开挖形成的塑性区与边坡潜在滑动面贯通,极易使隧道坍塌,使隧道邻近边坡发生失稳灾害。采用三台阶临时横撑法的开挖方式对围岩的扰动范围最小,且先对靠近山体的隧道开挖所得的边坡稳定安全系数较大,更有利于小净距隧道及边坡的安全稳定;三台阶临时横撑的开挖工法使得临时横撑与衬砌共同承担荷载,可最大限度地抑制隧道拱顶和仰拱的围岩变形,继而保证施工安全。【结论】针对小净距隧道中岩柱稳定性问题提出了相应的加固建议,为类似浅埋小净距隧道施工提供参考。

复杂管线敏感区域浅埋暗挖通道施工技术及风险控制

随着我国轨道交通建设技术的迅速发展和道路系统的拓宽和优化,城市的地下人行通道使用越来越普遍,逐步代替了人行天桥,形成了市区道路结构的必然趋势。结合深圳市城市轨道交通16号线大运中心站附属暗挖通道工程,详细介绍在城市主干道复杂管线敏感区域浅埋暗挖通道的开挖,通过管幕和管棚超前支护及各种开挖施工技术的应用使暗挖通道施工风险有效控制,确保暗挖通道施工安全。

地铁竖井横通道施工对既有天桥影响规律研究

城市中心城区中的地铁建设多采用矿山法施工,作为施工作业通道的竖井和横通道建设必将对周边环境产生影响。依托北京地铁22号线某隧道大尺寸竖井横通道施工工程,采用数值模拟方法,精细化模拟竖井和横通道的分层分步开挖施工,研究施工影响下既有人行天桥的变形规律,提出了主动同步顶升技术,为类似工程提供借鉴。

矿山法隧道穿越天桥变形影响及控制方法

浅埋暗挖法因其施工工艺简单、地面干扰少、地层适应性强,成为了城市繁华地段地铁隧道建设的主要工法,然而其施工必然会对邻近建构筑物产生影响。依托北京地铁22号线某隧道CRD法施工工程,采用数值模拟方法,精细化模拟了施工竖井和横通道、CRD法双线隧道全施工过程,提出了天桥的变形控制指标,研究施工影响下邻近既有人行天桥的变形规律及其控制措施。

市政公路隧道浅埋暗挖施工中软土预加固注浆工艺研究

某地铁站点的出入口下穿市政公路,拱顶上覆层为软土,存在塌陷风险。在隧道初期支护阶段采用长管棚预注浆+超前小导管预注浆加固方案,注浆材料为水泥浆液,但实际效果不佳。研究过程分析了原方案存在的问题,包括浆液渗透性差、凝结时间较长、注浆压力不均匀,为了提高加固效果,改为双重管后退式注浆技术,注浆材料改用水泥+水玻璃。路面和拱顶沉降监测结果显示,改进措施取得了良好的软土加固效果。

偏压浅埋大断面隧道进洞施工技术研究——以黄祁宝隧道出口段为例

隧道穿越偏压地形与破碎岩层的情况非常普遍,在洞口段隧道容易形成浅埋的情况,遇偏压地形且隧道多为大断面时,隧道掘进施工及运营安全将受到极大影响。以某高速铁路偏压浅埋大断面隧道进洞技术为例,利用文献研究、比较分析、实践总结等方法,将洞外、洞内整体考虑,研究偏压浅埋大断面隧道进洞施工的偏压处理技术、超前预支护技术、掘进工法及初期支护技术等内容,实现复杂条件下隧道安全进洞施工。

浅埋深复杂条件巷道围岩变形规律及稳定性分析

浅埋深条件下巷道掘进矿压显现规律复杂,加之在风氧化带、季节性河流和公路下伏巷道掘进,巷道围岩稳定性控制更为困难。为较好地掌握浅埋深复杂条件巷道掘进围岩变形破坏规律,采用普氏平衡拱理论和数值模拟对巷道掘进后的围岩变形破坏规律进行了分析研究,研究结果表明:巷道顶底部为卸压区,顶部影响范围小于30m,风氧化带、季节性河流和公路下伏巷道掘进不对地面产生影响,可满足巷道掘进施工的安全性。研究成果可为类似条件巷道合理布置提供依据。

复杂环境超浅埋大直径TBM始发施工技术研究

目前国内城市隧道尤其是3 km以上的大断面隧道施工中,TBM(全断面硬岩隧道掘进机)掘进法已经得到广泛应用,而随着城市轨道交通和城镇化的不断发展,TBM始发场地越来越受制约,因此TBM在浅埋地层条件下始发会越来越频繁。根据国内外盾构施工经验,大直径TBM始发端的隧道覆土埋深通常设计为3/5~4/5倍隧道直径,并采用水下始发、增加洞门长度等措施以规避TBM始发期间的施工风险,目前国内针对周边复杂环境条件下、始发埋深小于0.5倍隧道直径的大直径TBM始发案例较少。本文以重庆市轨道交通27号线西永站—磁器口区间小里程TBM区间为背景,介绍了大直径TBM在周边复杂环境下超浅埋始发的施工技术;通过对地表深层注浆、超前大管棚、超浅埋段反压回填等端头加固技术研究,并结合大纵坡控制、始发过程中姿态控制技术及信息化监测研究,得出超大直径TBM在覆土深度均小于0.5倍隧道洞径工况下顺利始发的技术参数及加固手段,对同类型工况条件下的TBM始发具有一定借鉴意义。

大断面偏压隧道超浅埋洞口施工关键技术

隧道暗挖施工的安全影响因素较多,特别是在隧道洞口地质环境条件较差时,生产安全事故控制难度更大。该文以文峰山1#隧道急倾斜地层四车道大断面洞口超浅埋段为例,通过采取地面注浆加固,施作洞门套拱和打超长管棚作为进洞条件;洞身开挖采用双侧壁导坑七步工法,首先完成超前小导管施工,后采用大型配套机械挖掘,减少扰动,控制台阶间作业面距离及左右导坑先后行的长度,以确保大倾角超浅埋段掌子面岩石的稳定性,实现小台阶快速成环,有效解决隧道进洞难的问题,达到早进洞的目标,对该隧道安全顺利完工提供了有力保障,对类似隧道项目的施工有重要的借鉴作用。

城市浅埋小净距隧道悬臂掘进机开挖溶洞处理技术

孟北路隧道位于南京市栖霞区,为城市主干路,隧道围岩全部为Ⅴ级,隧道浅埋断面大、小净距、下穿铁塔、溶洞发育,溶洞填充物多为松散堆积体,隧道施工中溶洞处理不到位将对后续施工带来坍塌冒顶风险,受小净距影响后行洞施工安全。本文以孟北路隧道中夹岩溶洞处理为背景,结合城市悬臂掘进机开挖,重点论述了溶洞处理施工方法、施工安全性,为同类工程提供可借鉴经验。

砂卵石地层中浅埋暗挖马头门施工技术分析

砂卵石地层因其特殊的地质条件,给浅埋暗挖出入口施工带来了诸多挑战。文中以某城市高压线入地电力隧道工程为背景,分析了砂卵石地层中浅埋暗挖出入口施工的技术难点,并从施工工艺、支护措施、施工组织与管理等方面提出了相应的施工技术措施,为类似工程提供了有益的参考。

德泉煤矿1^(-2)煤层房柱区火灾治理技术应用

针对德泉煤矿1^(-2)煤层房柱采空区存在遗煤自燃的风险,为了降低火区对下煤层工作面回采影响,提出堵漏风、注浆灭火和边界封堵综合治理方案,注浆灭火效果明显。研究结果表明:根据采空区高温区域情况,布置的灭火注浆钻孔和注浆封堵钻孔合理,能有效地抑制火区的发育;现场钻孔窥视实测发现高浓度泥浆能够堆积到巷道顶板附近,表明黄泥灌浆的流动性好,覆盖范围广;基于管道风机和预埋束管的方法,对火区及周边采空区内的真实气体进行了气体监测和温度监测,气体温度、CO浓度数值及其稳定时间均满足火灾熄灭要求,表明现场取得了良好的灭火和堵漏风效果。

某压缩空气储能电站浅埋盐穴稳定性研究

国内许多盐穴难以满足压缩空气储能电站的改造要求,新建盐穴成为未来压缩空气储能电站储气库的重点目标。以安徽省某拟开采浅埋盐矿作为实例,建立水溶开采后盐腔计算模型。基于该矿区具有浅埋深与大倾角的地质特点,分析盐层倾角和埋深对盐腔变形和体积收缩的影响规律。研究结果表明:盐层倾角为20°时,盐腔的稳定性较差,矿区拟建盐腔埋深达到500 m后,腔体蠕变5 a后体积收缩超过安全限值。