压力式气水相互冲洗滤池的开发与应用

为实现矿井水井下直接处理利用,开发出适合煤矿井下工作环境的压力式气水相互冲洗滤池。该滤池由多个密闭的滤格组成,采用压力式进出水,保证了滤后水进入后续构筑物所需要的进水压力;当某一滤格需要反冲洗时,先对该滤格进行气反冲洗,再进行水反冲洗,且该滤格的反冲洗水来自其他滤格的滤后水,无需专用的冲洗设施,不仅提高了冲洗效率,且降低了反冲洗水量。工程应用实践表明,该滤池具有结构简单、空间占用少、操作管理方便、运行稳定、出水水质好等特点,可在井下矿井水直接处理中推广应用。

顶板突水对冲击地压的影响

在分析4煤层开采顶板突水水源的基础上,揭示了矿山压力、冲击地压同顶板突水之间的关系,探讨了煤层开采过程中顶板突水对促进冲击地压形成的影响作用机理;基于物理流变学和断裂力学理论,提出了砾岩粒间隙中的水流失导致砾岩粒界面附近多层次应力局部集中,造成砾岩产生新的断裂,形成多层次冲击地压,促进顶板斑裂线扩展的机制,阐明了冲击地压和顶板突水互为影响的因果关系,从理论研究和现场监测2个方面得出了华丰煤矿4煤层开采深度大于520 m时容易形成冲击地压的结论.

井下煤水分离系统设计与应用

针对采煤工作面涌水大,运出的煤流中含水多,运输、仓储困难,制约生产,危及安全的情况,在井下煤流运输的源头建立了煤水分离系统并设计了专门的振动分级脱水筛,利用废弃的巷道建立了筛下煤泥水沉淀池和压滤机硐室。采煤工作面运出的水煤经振动脱水筛脱水、煤泥水沉淀池沉淀、压滤机压滤煤泥后,实现了煤水分离。煤通过带式输送系统运出,水流入水仓通过水泵排到地面,保证了采煤工作面大量涌水时的生产、运输及仓储的安全。

地下采掘环境效应的一个特殊实例——韩城电厂地基隆起机制及其控制措施

韩城电厂地基隆起变形 ,自 2 0世纪 80年代初发现以来 ,迄今已有近 2 0a的持续变形史 ,前后实施过两次工程整治。首次整治基于该变形为一滑坡的前缘隆起 ,采取了抗滑桩、削方减载等措施。但整治后多年监测资料表明 ,变形并未终止 ,且两度上隆速率剧增为整治前的两倍。 1995— 1996年实施了以排水为先导的应急整治 ,在此期间 ,进行了地质勘察、相似材料模型模拟、离散元数值模拟等多项研究工作 ,从而对变形机制获取如下新认识 :大面积采空区直接顶板坍落后 ,坍落带上覆砂泥岩层就成为一个承受巨大上覆荷载的复合板梁 ,板梁的下陷弯曲变形伴有向山前方向发展的砂泥岩层之间的层间错动、离层和岩体扩容 ,从而产生了对厂区下伏基岩的侧推效应 ,侧推力使厂房地基下伏近水平砂泥岩层产生向上弯曲隆起的蠕动变形。显然 ,这是地下采掘引起的表生时效变形。一些人为因素引起的孔隙水压力升高 ,加剧了变形。采取排水措施后已将变形速率降至低于历史最低且建筑能够承受的水平。

地下水超采区种植结构调整下的生态补偿激励机制研究

为研究有效激励地下水超采区农户主动参与地下水压采的生态补偿激励机制,解决近年来农户在参与地下水压采措施施行过程中消极和地下水压采效果不显著等问题,把调节径流、涵养水源功能价值模型改进并建立地下水压采生态补偿激励模型,并将该模型应用到地下水压采生态补偿激励标准核算中,再结合以成本分析法计算出的生态补偿基础标准得出新的生态补偿标准。以成安县为例,引入干旱指数概念和地下水开采系数改进调节径流、涵养水源功能价值模型,干旱指数客观反映了研究区域降水、气候等因素,地下水开采系数则反映了各乡镇超采程度的差异,改进模型计算确定出了试点年成安县各试点村补偿金在416~634元/亩间浮动。激励机制的加入使得地下水压采区生态补偿标准更具针对性和合理性,为实现地下水压采工作的可持续推进提供了参考。

带压开采工作面底板突水规律相似模拟试验

为研究带压开采工作面底板破坏规律和突水形成机制,以焦作矿区赵固一矿首采工作面底板为研究对象,使用自主设计的底板突水机理物理模拟试验系统进行相似模拟试验。通过对回采过程中底板突水过程以及突水前后岩层的视电阻率进行模拟和观测,研究了承压含水层威胁下底板破坏和发生突水的一般规律,揭示了矿山压力引发的破裂构造是导致底板突水的重要因素,并得出底板破坏深度。研究结果可为评价赵固一矿带压开采提供理论基础,为揭示带压开采底板突水的力学机制提供参考。

我院38年来矿山机械研究的丰硕成果

建院３８年来，我院矿山机械研究工作得到了长足的进步和重大的发展，体现在大型露天矿成套设备、地下矿山机械化作业线配套设备、高压水射流、破岩技术和机具、新材料和基础理论研究等方面取得了丰硕成果和重大突破。本文对这些成果进行了全面而系统的回顾和总结。

地下采煤的缓倾边坡变形机制

通过某地边坡变形的环境条件和多年监测资料，提出地下采煤的缓倾边坡变形机制，即由地下采煤产生的岩层弯曲下沉侧推效应和岩体松动扩容侧推效应，以及地下水作用产生的空隙水压效应导致的边坡变形，并对边坡变形机制进行了验证。

朱村矿膏体充填围岩控制效果分析

膏体充填开采是解放"三下一上"所压煤炭资源的有效方法之一。为了实现矿井的可持续发展,朱村矿在54002工作面进行了充填开采,并通过矿压观测、煤层底板注水试验等对围岩控制效果进行了分析,进一步总结规律,为煤矿充填开采生产提供了经验和方法。

渭河盆地地热资源类型

在前人对盆地构造、沉积分析基础上,借鉴地热常规分类方法,通过整理、分析地热成井资料、生产动态资料以及水样、分析化验资料,结合新生代断陷盆地复杂的地下水系统,对渭河盆地地热资源类型进行了系统研究。研究结果表明渭河盆地地热资源可分为断陷盆地型热水型/地压型地热资源,同时根据温度的不同,可细分为分为高、中、低温热水型,高、中、低温地压型,其中盆地内高温热水型地热资源较为匮乏,高温地压型地热资源极为丰富。

地下金属矿山矿房直接降尘技术

根据地下金属矿山矿房爆破后出矿时粉尘浓度大、持续时间长的特点,通过分析现阶段喷雾降尘方法存在缺点和不足的原因,提出利用高压降尘喷枪将降尘水直接作用于产尘源,从粉尘产生的源头上降低爆破后和出矿时的粉尘浓度。根据这一思路,设计制作了适用于地下金属矿山的降尘喷枪,通过传粉尘浓度感器控制降尘喷枪的开启,使降尘过程实现自动化。目前该技术已经在会宝岭铁矿现场进行了应用,较常规水幕降尘方法,可将爆破后等待炮烟时间缩短60%以上,可降低出矿巷道内粉尘浓度75%以上,降低上水平回风巷道内粉尘浓度60%以上。

煤矿井下供水自动控制系统在石壕矿的应用

设计了一种基于CAN总线的煤矿井下供水自动控制系统。该系统利用泄压阀对出水压力进行调节,可实时监测供水压力和水仓的水位状态,实现远程集中控制。应用结果表明,该系统还能提高水泵运行效率。

矿井水井下处理用互冲洗过滤装置开发

以济宁三号煤矿矿井水井下直接处理利用示范工程,开发出适合煤矿矿井水井下工作环境的压力式气水相互冲洗滤池。示范工程应用表明,该滤池具有结构简单、空间占用少、操作管理方便、运行稳定、出水水质好等特点,可在井下矿井水直接处理中推广应用。

浅谈矿山井下离心泵的引水启泵方式

结合矿山井下排水系统的设计经验,总结了离心水泵几种常见的引水启泵方式,阐述引水启泵方式的原理和适用环境,分析、总结了引水启泵方式的优缺点,为矿山井下排水系统设计提供了技术参考。

煤矿井下高压水切割设备的应用

采用高压水切割设备解决了高瓦斯矿井易燃易爆环境下设备拆除、维修过程中切割作业的难题,保证了井下作业安全。

七一一矿深部带压开采可行性探讨

通过对七一一矿采矿实践的分析,表明受丰富地下热水危害矿床的深部带压开采在技术上是可行的,并有良好的经济效益和环境效益。

高承压、大流速地下水对立井冻结的影响及处理

高家堡煤矿主井采用冻结法施工,在冻结钻孔施工期间,地下承压水从钻孔环形空间涌出到地面,直接影响了钻孔施工。在冻结初期和中后期,采取有效措施,克服了高承压、大流速地下水对冻结的影响,确保了井筒冻结和掘砌施工安全顺利进行,为类似地层冻结施工积累了经验。

开采扰动下小湾沟铁矿渗流稳定性数值模拟分析研究

针对具有涌水风险的地下矿山,开展开采扰动影响下井下渗流稳定性和潜在的涌水风险分析对矿山井下涌水风险防治及安全开采具有重要意义。本研究以吉林省辉南县小湾沟铁矿为工程背景,通过FLAC3D渗流计算分析渗流稳定性,对井下矿体开采过程中预留保安矿柱的防水安全性、采场涌水风险进行了模拟,结果显示各中段采场开采后孔隙水压力均为0,表明小湾沟铁矿地下开采过程采场受河流水位渗流的影响较小,无潜在涌水风险。

高压供水及矿井水井下综合利用技术应用研究

本着"水不出井、就地治理、重复利用"的原则,结合2-1081巷矿井水的涌水情况与井下供水管路并网的思想,来解决2-1081巷矿井水就地综合利用问题。介绍了高压供水及矿井水井下综合利用在干河煤矿的研究、设计、应用情况。从5个方面对管路、闸阀及配套法兰的性能指标进行了研究,新增1套高承压管路系统,改变原管路的性能指标,解决原供水系统复杂、成本高且不易维护的问题。高压供水及矿井水井下的综合利用,既满足了《煤矿安全规程》规定的采煤机和掘进机外喷雾压力的要求,同时减少了对采掘工作面加压泵装置的维护、检修、电费、配件以及人工费用的投入。从根本上解决了矿井水排至地面出现的环境问题,维持地下水的良性循环,改善了矿井生态环境。

山西潞安集团树脂有限公司输水管道方案选择

根据山西省潞安集团树脂有限公司输水管道穿越采空区的情况,详细介绍了各种管材的优缺点及适用情况,通过分析比较,选用了抗变形能力强、抗外压、抗水锤能力强的钢管。