下伏煤层对既有重载铁路隧道安全性的影响

为研究重载列车振动荷载作用下隧底下伏煤层对隧道的影响,结合现场监测结果梳理隧道病害类型及原因,通过数值模拟分析隧底结构与下伏煤层的动力响应,提出病害处治措施。结果表明:隧底病害主要为基底围岩不密实、空洞引起的不均匀沉降;产生病害的原因为列车振动荷载作用下节理裂隙发育的软弱煤层承载力降低;仰拱中心最小安全系数不满足规范要求,在煤层应力状态持续恶化的情况下结构可能发生破坏。结合工程经验,采取打设锁脚锚管、基底注浆处治措施,效果良好。

基于AE的深部复变环境下急斜特厚煤层开采动力失稳分析

华亭煤矿5#煤是赋存在深部的急斜特厚煤层,其开采扰动极其频繁,最大主应力与最小主应力相差较大,开采过程中频繁出现动力失稳并诱致衍生灾害.基于声发射的煤岩动力失稳行为实验与现场相关测试的比较,综合分析了复杂变化环境下煤岩在不同的动态拉伸比能、压缩变形阻力和剪切应力作用下的失稳声发射能率和总事件等定量规律.

急斜特厚煤层动力学失稳现场声发射监测

急斜特厚煤层开采扰动区(Mining Disturbed Zone,MDZ)煤岩应力与变形规律复杂,采动影响下局部煤岩层滑移造成应力集中,使煤岩体产生"强烈"的动力学失稳与破坏。以大洪沟煤矿B3+6急斜特厚煤层综放开采为工程背景,通过现场声发射(acoustic emission,AE)监测,分析采动条件下煤岩介质动力学失稳及破坏规律,为制定解危对策提供科学依据。

急斜特厚煤层开采扰动区(MDZ)煤岩体动力学变形失稳过程分析

为研究急斜特厚煤层开采扰动区(Mining Disturbed Zone,MDZ)内煤岩动力学灾害控制问题,综合利用现场声发射(Acoustic Emission,AE)与光学钻孔影像(Borehole Optical Image,BOI)技术方法,并依托乌鲁木齐矿区急斜特厚煤层煤岩体动力学灾害控制为工程背景,揭示了急斜特厚煤层开采环境条件下深部开采扰动区结构演化特征。结果表明:急斜煤层深部煤岩破裂与变形过程中"波-力"指标演化分为5个阶段(初始压密→破裂萌生→破裂加速→整体破坏→能量急剧释放);开采扰动区内覆层煤岩体局部动态演化特征显著,主要表现为局部应力畸变诱发煤岩体整体结构失稳和致灾;煤岩体变形破坏致灾是开采深度、煤岩体禀赋性、顶底板夹持结构及应力非对称效应共同作用结果,为急斜特厚煤层动力学灾害预报预测提供依据。

急倾斜特厚煤层采空区现场地面与地下协同探测分析

工程探测与分析采空区分布对安全开采具有现实必要性。以乌东煤矿43#煤层东翼采空区分布预测为目标,通过现场工程地质与开采条件调查、电磁波能量传播机制分析、现场地面地下协同地质雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)快速与多次扫描与复测等,对比分析了走向剖面既定扫描区域(1 050 m×80 m)沿不同走向长度、水平标高和垂向深度网点地质雷达扫描波形与时间剖面特征,定量预测了+640～+720水平80.0 m范围煤岩破碎特征和走向50～800 m垂深70.0 m采空区分布位置,指导了现场采空区预处置设计、灾害防治与安全生产。

急倾斜煤层煤岩变形局部化特征现场监测

急倾斜煤层开挖扰动区煤体动态变形具有明显局部化特征,易诱致动力学破坏。以大洪沟矿巷道动压防治为目标,通过煤岩局部化变形指标分析,室内测试、现场光学观测和表面变形监测等方法,定量分析了动压巷道两帮和顶板不同深度的侧向与垂直变形及演化特征。结果表明:巷道局部化变形差异性显著,在两巷交汇区域,B3巷道最大侧向变形达0.5 m,顶板最大垂直变形达0.6 m.确定动压破坏严重区域范围为15.0～20.0 m.这为现场灾害预测和调控提供判据。

急倾斜特厚煤层层间岩柱动力学失稳诱灾倾向预测

乌鲁木齐矿区乌东煤矿开采条件复杂,急倾斜煤层群间赋存均厚60m倾斜岩柱,近年来已发生十余次动力灾害。针对急倾斜岩柱动力学失稳诱灾倾向预报,采用开采条件调查、理论分析和现场监测等方法,综合预测了深层岩柱动力学失稳诱灾倾向区域。首先,基于现场调查成果,构建了急倾斜岩柱失稳应力撬转效应(stress leverage rotation effect,SLRE)力学模型,揭示了岩柱动力学失稳诱发动力学灾害的力学机制。再次,通过现场微震监测,分析了岩柱破断失稳微震—能量—空间演化规律:急倾斜岩柱动态失稳经历扰动破裂、应力挤压、断裂失稳和应力重构阶段。最后,综合分析并圈定了深层岩柱动力失稳诱灾倾向区域,其分别位于B1-2煤层+500^+510 m区域开采煤体、B3-6煤层+475^+485 m区域岩柱侧煤体,这为现场灾害防控设计和安全开采提供了科学依据。

矿用紧凑型大功率破碎机的设计

阐述了矿用紧凑型大功率破碎机的设计理念。介绍了破碎机整体结构及参数,传动系统,破碎机构,冷却及喷雾降尘系统等。设计了一种电动机和破碎体同侧布置的紧凑型大功率破碎机,有效解决了中厚煤层开采中大块煤、矸石的破碎运输难题。

大倾角煤层综放工作面采场管理研究

针对清水营煤矿110201首采工作面倾角大、煤层松软、煤层起伏大、综放开采的条件,通过现场的长期观测及矿压监测,对综放面经常出现的采场问题,溜子上窜下滑、支架咬架、倒架,工作面上下端头片帮、漏顶现象加剧等进行了研究。实施了加固煤壁、调伪仰斜、优化推进方式和提高推进速度等技术措施,优化了采场管理。

三软沿空掘巷底鼓机理及治理研究

利用Flac3D软件,对某三软沿空巷道不同支护方案下底鼓治理效果进行了对比分析,并探讨了三软沿空巷道底鼓的机理及底板锚杆角度和长度对支护效果的影响。其中,巷道顶板和两帮采用普通锚杆支护,底板支护采用两种形式,即普通锚杆和高强锚杆(以下分别称加固前和加固后)。结果表明:三软沿空巷道底鼓主要是顶板和两帮岩石对底板向巷道中间挤压,并在底板产生拉应力造成的;采用高强锚杆对底板加固可有效控制底鼓,底鼓量较普通锚杆的减幅度为78%;底板锚杆倾角为45°时巷道底鼓量最小;锚杆长度越长,巷道底鼓量越小。

急斜特厚煤层综放面瓦斯运移规律与综合治理

水平分段综放开采是急倾斜煤层充分回收煤炭资源的重要手段。瓦斯动力学迁移致灾与煤岩运移规律密切关联。针对急倾斜特厚煤层高阶段综放开采下易导致瓦斯突然急剧释放、瓦斯超限及综合治理难题,以乌东煤矿西采区安全开采为研究背景,采用理论分析、实验测试和现场试验等方法,提出了基于矿压调控的瓦斯立体抽放工艺技术,开展现场应用验证。结果表明:工作面预抽率为5.8%,回风瓦斯浓度基本保持在0.02%左右,实现了工作面安全高效生产。

乌东煤矿急倾斜特厚煤层H_2S防治技术研究

针对神华新疆能源股份有限公司乌东煤矿急倾斜特厚煤层以及H_2S涌出浓度高的特殊性,采用现场实测分析手段,对煤体H_2S赋存运移规律、煤体H_2S抽放半径以及煤体注水湿润半径进行了研究;提出了"抽、注、喷、洒、排、护"H2S综合防治技术体系。研究结果表明,H_2S涌出浓度降至6.6×10-6以下,解决了采煤工作面H_2S气体超限难题,为H_2S煤矿的安全、高效开采提供有效的技术保障。

孟家窑煤矿大倾角综放工作面设备选型与配套研究

根据孟家窑煤矿5号煤层大倾角厚煤层独特的地质条件,对其进行了综放工作面设备选型与配套研究,确定了液压支架、采煤机、前后刮板输送机、其他配套设备的型号。开采实践表明,孟家窑5号煤层综放工作面设备选型合理、性能优越,总体配套设计优良,体现了适应性强、工作阻力合理、技术性能好、安全性能好等优点,达到了集约化、高产高效的生产目的。

利用废旧支架立柱改制新型墩柱技术

针对新安煤矿块段小，煤层块段薄的采场条件，决定采用封闭式炮采，这种回采方法要求墩柱-弹性挡板联合作业，虽然弹性挡板可以买到，但墩柱的订货问题很难，而且工期也无法保证。为此提出了利用新安煤矿报废的QY-240支架立柱改制新型墩柱的设想，改制后的墩柱支撑力增加到500～600kN，实现了闲置设备的合理利用，满足了井下安全生产的需要。

两柱轻型放顶煤液压支架设计

概括了我国大倾角厚煤层开采状况,对放顶煤液压支架的结构特点及合理应用等进行了简单介绍,分析了放顶煤支架开采技术及方法。并有针对性地设计一种能适应较大倾角、满足较大采高并具有优良性能的新型液压支架。

急倾斜煤层采煤方法探析

概述了急倾斜煤层的开采特点及急倾斜煤层开采方法,分析了急倾斜煤层开采技术存在的问题,提出急倾斜煤层采煤措施,为中国煤矿的顺利开采提供理论基础。

重型综采厚煤层开采工艺研究

针对开采方面技术难题,采用单一走向长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板,三机配套采用MG650/1710-WD型双滚筒采煤机落煤、装煤,截深0.8 m,SGZ1000/1 400中双链刮板输送机运煤,ZY9000/24/50型掩护式电控液压支架支护顶板。通过实际应用,解决了技术难题,提高了生产效率。

综放极松软煤层巷道围岩控制实践

受采动影响极松软煤层巷道一直是煤矿支护的难点。本文针对芦岭矿Ⅱ927综放工作面极松软煤层巷道,在分析该巷道支护难点的基础上,提出了"控变形"与"让压力"相结合的围岩控制对策,即采用全封闭重型U型钢壁后充填技术控制巷道围岩大变形,采用大孔径深孔卸压技术及时释放围岩内部变形能并转移高应力。工程实践表明:采用该控制对策能有效控制巷道围岩变形,提高围岩的整体稳定性,为矿井安全生产创造了条件。

分层方式对煤层开采覆岩活动的影响研究

以潘二矿3煤层为分析对象,运用FLAC3D数值模拟软件,研究厚~巨厚煤层分层开采方式对覆岩活动规律的影响。研究结果表明:累积采厚相同,分层次数多,顶板失稳的概率大;累积采厚和层数相同,先厚后薄开采,顶底板岩层位移量小,反之则大;在不考虑岩层应力的情况下,应优先选择先厚后薄且尽量少分层的开采方式。

复杂环境下急倾斜特厚煤层安全开采

采用理论分析、数值计算等综合方法,研究了苇湖梁煤矿+579E2EB1+2急倾斜煤层(64°)高阶段(54m)综放面开采中出现的采空区顶板坍塌与气体超限的问题.现场开采试验表明,采取快速推进、控制均匀放煤、优化通风系统及主动综合防瓦斯等有效措施,遏制动力学灾害并确保安全开采.