基于BIM技术的煤矿井巷工程成本精准估计研究

为了提升煤矿井巷工程成本估计精度,提出了基于BIM(建筑信息模型)技术的煤矿井巷工程成本精准估计方法。以某项工程为依托,基于BIM技术的网格生成方法和三角剖分方法建立煤矿井巷工程的地质模型,投影主井、副井、风井空间数据,综合构建出煤矿井巷工程的演进模型。对影响工程成本的影响因子进行分析,将分析所得的影响因子数据代入到演进模型中,得出不同施工阶段的过程成本估计数据。研究结果表明,该方法的估计成本与实际成本一致度达到99.9%,估计结果较为精准,满足煤矿井巷工程施工的现实需求。

德菲斯矿综放成套设备应用实践

土耳其德菲斯煤矿位于马尼撒省的索马盆地,因地质构造复杂,断层较多,而且工作面走向存在一定的倾角,导致在工作面开采过程中,存在刮板机与液压支架“上窜下滑”、漂溜等问题,严重地制约了产能。通过对设备的受力进行理论分析,在矿井下对采煤工艺进行针对性的调整,保证了“三机”成套设备在P01工作面的顺利使用。对于矿方复购的第2套设备,通过对工作面刮板输送机、液压支架的结构改进,从配套层面优化设备布局及连接方式,从而极大提升设备的生产适应性,顺利解决了“上窜下滑”、漂溜等问题,达到了工作面产能300万t/a的目标。

煤巷冒顶成因分类方法及其支护对策研究

基于近200起煤巷冒顶事故,分析了围岩体客观存在的力学性质和结构特征,系统研究了巷道典型冒顶事故与围岩体环境之间关系,提出了以煤巷冒顶控制为目标的新的冒顶成因分类标准及方法,将煤巷冒顶分为"裂隙围岩体巷道顶板局部块体坠落型"、"弱黏结层状围岩体巷道复合顶板垮落型"、"蝶形塑性区碎裂围岩体巷道顶板冒落型"和"松散围岩体巷道顶板漏冒型"4大类。在此基础上,提出了以煤巷冒顶成因分类为基础,即普通锚杆控制局部块体坠落、常规冒顶防治方法锚索或索式树脂锚杆控制小变形层状复合顶板垮落、弹簧蓄能式锚索控制大变形蝶形塑性区碎裂顶板冒落、联合支护控制特殊条件松散顶板漏冒的冒顶控制技术体系。

煤巷软弱顶板锚杆支护作用的研究

采用数值分析方法 ,以锚杆及其锚固范围内顶板岩层作为支护体———锚岩支护体 ,通过分析锚岩支护体的承载特性 ,提出了以锚杆提高锚固岩层承载能力的幅度来衡量锚杆支护作用大小的方法 ,得到了反映锚杆支护作用与顶板锚固岩层变形之间的关系曲线 .

煤巷高冒区遗煤自燃数值模拟分析

煤巷高冒区因遗煤易自燃而成为煤矿内因火灾的重要危险源之一。本文在分析高冒区遗煤赋存状态的基础上,结合平煤十三矿11111巷道高冒区实际情况,应用FLUENT软件,对高冒区漏风风速、温度、氧气浓度以及CO浓度的分布进行了数值模拟。模拟结果表明:高冒区中部漏风在自燃风速范围内;在高冒区内,高温点出现在中部;高冒区中部氧气消耗量最大,煤氧反应产物CO浓度在高冒区中部最高。根据高冒区温度、氧气浓度、CO浓度、漏风风速的分布规律,可将高冒区划分为"易自燃带"和"不易自燃带"。

大跨度全煤巷道开挖顺序数值模拟研究

大跨度全煤巷道开挖顺序是关系到巷道稳定性的关键.采用非线性有限元数值计算方法,研究了不同开挖顺序情况下大跨度全煤巷道的应力、位移分布和围岩破坏范围的变化规律.结果表明:先开挖大断面有利于两帮的稳定,先开挖小断面有利于顶板的稳定.大跨度全煤巷道的开挖顺序应根据现场实际地质条件确定,当煤体强度低、埋深大时,巷道选择先开挖大断面的顺序,反之选择先开挖小断面的顺序.

水力冲孔掩护煤巷掘进技术研究与应用

为了解决首山一矿己15-17严重突出煤层瓦斯压力大、透气性差，采用一般穿层钻孔抽采煤层瓦斯消突效果不理想，导致煤巷掘进速度缓慢、回采工作面接替紧张的问题，采用煤层底板巷水力冲孔卸压增透技术掩护上部煤巷掘进的方法，消除了煤层的突出危险，巷道瓦斯抽采总量提高了2．58倍，掘进过程中动力现象消失，残余瓦斯含量和压力分别降低至6．8m3／t和0．56MPa以下，均低于临界值，抽采时间由90～180d缩短至20～30d，煤巷月进尺提高1倍，为煤巷安全、快速掘进提供了安全保障。

煤粉漂移对神华煤直接液化工艺影响及预防

为了降低煤粉漂移对煤直接液化生产过程的影响,通过降低热高压分离器、常压塔顶气相流速,提高煤液化生成油过滤器的过滤精度,来减少煤粉漂移;同时,通过对相关部位沉积煤粉量前后计算来验证改造效果。结果表明:通过降低气相流速,热高压分离器气相夹带煤粉量由5.07 mg/m3降低到0.304 mg/m3以下,常压塔顶气相夹带煤粉量由26.89 mg/m3降低到5.38 mg/m3以下;通过增设过滤器及提高过滤精度,煤液化生成油夹带煤粉量降低约0.08%。煤粉漂移问题的产生主要是热高压分离器、常压塔顶气相以及煤液化生成油过滤精度低夹带共同作用的结果。

煤液化热高压分离器煤粉漂移特性数值模拟与优化

为揭示煤液化热高压分离器(简称"热高分")内的煤粉漂移规律,基于热高分的结构特性和多相流物性参数,建立物理模型,并采用VOF(volume of fluid)模型和DPM(discrete phase model)模型,数值分析进口液固两相中固相质量分数、颗粒粒径对煤粉漂移特性的影响。研究发现:在气液交界面处,煤粉颗粒平均质量浓度最大,并随进口固相质量分数的增加而增大;小颗粒对气流的跟随性好,故气相出口的煤粉漂移率与颗粒粒径呈负相关关系;当进口固相质量分数增大到7%以上时,对应同一颗粒粒径下煤粉漂移率基本不变。通过在热高分上部增加45°倾斜挡板,发现气相出口处煤粉漂移率从2.03%下降到0.88%。

综放煤巷顶板锚索破断机理初探

为了解决综放煤巷顶板锚索破断的实际问题,以内蒙利民煤矿为对象对锚索的破断机理进行了分析。研究表明,在综放开采中合理布置巷道方向,适当增大锚索的支护密度、断面面积及提高自身的抗拉极限,选择锚索、钢梁联合支护的支护形式,施加适当的预紧力,考虑金属材料的蠕变,及开发延伸率较大的新型高强度锚索,对于煤巷顶板锚索的断裂有着积极意义。煤巷锚索的破断是地应力、材料蠕变及延伸率等因素耦合作用的结果。

大断面煤巷高强锚网索支护矿压显现规律研究

针对临涣矿7118运输巷大断面的特点,提出采用高强锚网索支护方案。矿压观测表明:顶板锚索可以大幅度提高支护承载结构的支护强度和结构稳定性,起到关键的结构补偿作用;围岩变形主要以浅部0～1 m范围剪胀变形为主,变形总量不大,没有产生离层;锚杆在承载过程中除受拉应力外,还受压应力作用,主要以拉应力为主;锚杆杆体受力全部在杆体屈服载荷以下;在掘进影响后期,受浅部围岩变形的影响,锚杆的托锚力和杆体轴力存在卸载-加载现象,但最后都可以使锚杆(索)恢复到较高的承载状态。

近距离煤层煤巷掘进底板防突岩柱厚度数值分析

以平煤股份五矿己-1532020掘进工作面为研究对象,针对该掘进工作面处于近距离煤层上保护层内、掘进巷道底板与被保护层的间距过小、掘进过程中可能发生下部突出煤层冲破底板岩柱而导致煤与瓦斯突出的情况,运用FLAC3D对底板防突岩柱厚度进行模拟研究,结果表明,在围岩均质完整情况下,煤巷掘进的最小预留防突岩柱厚度不应小于2.5 m,结合现场实际,安全岩柱厚度应不小于3 m。

组合拱梁理论在回采巷道顶板锚杆支护中的应用

锚杆支护组合拱梁作用理论适用于层状顶板锚杆支护设计,据此理论对一回采巷道的顶板锚杆长度进行了参数设计,结合工程实践确定了其他支护参数,围岩位移观测表明试验取得成功。

大断面煤巷底鼓和巷帮控制技术与应用

针对中平能化三环公司5#煤层采区下山大断面矩形煤巷煤壁易松动脱落、锚杆外露,造成片帮空顶、底鼓等问题,通过相似材料模拟和数值计算,以及矿山压力观测,结果表明巷道断面形状应由矩形改为倒梯形,同时施工程序从一次成巷改为台阶式掘进。对已施工巷道进行实测和观察,采用倒梯形断面的巷道变形量小,煤壁稳定,易维护,底鼓量小,安全和经济效果相当明显。

红外吸收法准确测量低硫煤中硫元素含量

采用同步热分析-红外光谱联用仪测定煤样在程序升温条件下的差示扫描量热-热重曲线和红外吸收光谱,并通过红外吸收光谱定性鉴别燃烧气体产物。重点研究了高温燃烧-红外吸收法,即通过测量煤燃烧气体产物中二氧化硫的浓度,间接地测量煤中硫含量。该方法方便快速,重复性较好。研究发现,用不同的含硫化合物和不同的煤标准物质校准仪器,同一个煤样的硫含量结果偏差很大,即标准物质和煤样中硫元素化学形态的差别导致系统误差。采用时间-红外吸收强度曲线分析煤中高温硫和低温硫的组成,然后选择与被测煤样硫元素组成接近的煤标准物质校准仪器,因而,消除了标准物质和样品间硫元素化学形态差别导致的系统误差。另一个方面,传统的高温燃烧-红外吸收法使用多点校准方法,即通过测定多个质量的标准物质,绘制硫质量-仪器响应信号强度的工作曲线;采用单点校准方法,调节标准物质和煤样的质量,使得两者释放的硫元素质量相近,然后间隔测量煤标准物质和煤样,因而消除了红外吸收池的漂移的影响,提高了煤样硫含量结果重复性。以上述优化的方法测量一种低硫无烟煤和一种低硫烟煤,硫含量测量结果及标准偏差分别为0.345%(0.004%)和0.372%(0.008%)。经过评定,两种煤样的硫含量结果的不确定度(U,k=2)分别为0.019%和0.021%。两个主要创新在于用高温硫和低温硫组成相近的煤标准物质校准仪器,以及采用测量和校准交替进行的单点校准方法。改进后的测量方法,准确性明显好于ASTM D5106的规定值,具有一定的应用推广价值。

我国煤巷掘进装备现状及发展趋势

介绍了中国煤巷掘进装备即掘进机组、连续采煤机组、掘锚机组、全液压钻车机组的组成及性能,分析了这几种装备的适用条件和技术特点,指出中国煤巷掘进装备的发展趋势:采用掘进支护平行作业实现掘锚机组快速掘进作业线;采用全断面掘进技术提高掘进效率;采用先进的自动化和信息化技术实现无人化作业。

复合顶板松软煤层锚网喷支护实践

通过分析贵州省青龙煤矿复合顶板松软煤层巷道原支护失败原因,并结合巷道的控制原理,提出巷道的控制技术:采用喷浆封闭围岩防止复合顶板风化破碎;用高预紧力、高强锚杆控制复合顶板的早期离层和提高围岩自身的承载能力;在允许两帮合理变形的同时,用高强锚杆提高两帮煤体强度;最后对帮角加固,防止帮角剪破坏。

煤矿掘进工作面自动化技术研究

通过对煤矿掘进工作面进行整体分析,以悬臂式掘进机为主的综掘工作面开展研究,以此确定掘进工作面自动化的范围;通过构建掘进工作面自动控制系统模型,建立了掘进工作面自动化技术开发体系。

采煤沉陷对风沙区土壤非饱和水分入渗的影响

为研究采煤沉陷后风沙区土壤水分入渗变化规律,通过定水头注水结合入渗湿润峰测定的方法,对毛乌素沙地南缘补连塔矿区沉陷于2004、2005年的2个沉陷区土壤水分非饱和入渗变化进行研究,结果表明,垂直入渗观测时段(入渗开始后0～175 min)后期,与坡面剖面相比,丘间低地较多剖面垂直湿润峰的间距明显较大,垂直入渗持续能力较强。2004年沉陷区坡面未裂处平均垂直入渗速率、第175 min垂直入渗深度显著超过对照区坡面(P<0.05),2005年沉陷区坡面未裂处平均侧渗速率显著超过对照区坡面(P<0.05)。沉陷区丘间低地垂直入渗速率在入渗10 min左右前期升高后期降低,侧渗速率在入渗10～12 min的前期升高后期降低;沉陷区坡面垂直入渗速率、侧渗速率在大部分观测时段内升高。因子分析表明沉陷区入渗特征是丘间低地垂直入渗偏强,坡面侧渗偏强。

石门对掘揭开急倾斜煤层突出与爆破增透消突技术

针对煤岩介质材料力学性质的非均匀性特点及变形破裂过程中透气性的非线性变化特性,应用基于含瓦斯煤岩破裂过程固-气耦合动力学模型开发的RFPA2D-Flow软件,系统模拟了石门对掘揭开急倾斜煤层煤与瓦斯突出动力灾害演化过程,从细观的角度分析了突出过程中的应力演变、裂隙发展和瓦斯运移规律。数值模拟和突出实例分析表明:高瓦斯压力和梯度、严重应力集中和叠加、不可忽视的揉搓煤体自重应力以及瞬间爆破应力冲击是造成突出的综合性原因。介绍了利用深孔预裂控制爆破技术的石门揭煤消突试验,结果表明,该技术爆破孔的增透半径大于3 m,在防治高瓦斯低透气性煤层石门揭煤突出和实现安全快速揭煤方面效果较好。