特厚煤层工作面煤厚变化电磁波透视响应特征

目的为掌握煤厚变化对特厚煤层工作面电磁波透视探测的影响,以准确圈定地质异常区,保障工作面安全高效生产。方法根据煤层工作面地质条件,利用三维仿真软件,对煤厚变化进行了电磁波透视数值模拟,并结合工作面探查实例进行了分析。结果0~20m煤厚范围,随煤厚减小,电磁波透视场强值呈抛物线下降趋势,可分为缓慢降低(煤厚≥9m)、明显降低(9m>煤厚≥5m)和快速降低(煤厚<5m)3个范围。煤厚10m以上的工作面适合于依据相对煤层变薄程度和变薄区煤厚来分析透视电磁波响应:变薄程度>1/3正常煤厚且煤厚<8m的薄煤区有明显响应,变薄区煤厚越小,透视电磁波场强降低越显著。煤厚10m以下的工作面,可以仅依据相对煤层变薄程度分析透视电磁波响应:变薄程度>1/4正常煤厚的薄煤区有明显响应,变薄程度越大,透视电磁波场强降低越显著。陕西金源招贤矿业有限公司特厚煤层1304工作面探测实例表明:正常煤厚变化及薄煤区的电磁波响应特征与数值模拟结果一致;工作面物探圈定的落差1m以上断层及薄煤区范围,与实际揭露范围相吻合。结论利用煤厚变化电磁波响应特征能够可靠地探查特厚煤层工作面地质异常区范围。

基于OpenGL的三维地质建模及资源量估算

OpenGL是用于渲染2D、3D矢量图形的跨语言、跨平台的应用程序编程接口,常用于CAD、虚拟现实、科学可视化程序和电子游戏开发,可以与Visual C++紧密接口,便于实现机械手的有关计算和图形算法,可保证算法的正确性和可靠性,尤其是矿产资源估算中具有良好的应用效果。本文以Python软件平台为基础,以某内蒙古鄂尔多斯上湾煤矿为例,根据已有的煤矿煤层数据资料建立煤层三维地质数学模型,对综采面煤炭储量数据进行估算,并将矿井综采面实际掘进回采数据做为对照组,数据表明,该方法的较传统块段法更准确可靠。

复杂地质条件下煤矿冲击地压机理与控制技术

复杂地质条件下,煤矿冲击地压问题严重威胁矿井安全生产。通过系统分析煤层赋存环境、地质构造特征等因素对冲击地压的影响,构建一个综合性的冲击地压危险性评估模型。基于此模型,提出优化采矿方法、加强巷道支护、实施预防性卸压等防治策略。研究结果表明,采用所提出的控制技术,能够显著降低复杂地质条件下煤矿冲击地压的发生频率和强度。相关结论为提高矿井安全生产水平提供了重要的技术支撑,同时为深部煤矿开采中的地压控制提供了新的思路和方法。

煤矿综采工作面过地质构造回采工艺改造提升分析

将YW煤矿一工作面回采过程中遇到的断层问题作为研究对象,在对工作面回采工艺进行优化之前,该工作面出现了明显的破岩难度大、设备损害严重等问题,结合实际地质情况,采用了深孔预裂爆破回采工艺,同时为了保证工作面回采过程的安全性,提出了“深孔注浆+管棚支护+锚棚支护”的复合型支护方案。在对工作面回采工艺进行针对性的优化后,采煤机破岩的难度随之下降,工作面回采效率涨至6 m/d,设备故障率相对于先前出现了明显的下降,下降幅度接近70%。通过对断层区域采取联合支护的方式,实现了对断层区域围岩变形的有效控制,应用效果明显。

煤厚变化对电磁波透视探测的响应特征分析

为确保工作面准备回采前,工作面煤厚变化情况探测的准确性,为分析煤厚变化对电磁波透视探测的响应特征,通过建立仿真数值模拟系统,对不同煤厚条件下电阻率比值影响关系开展研究,煤厚小于8 m时,煤厚变化能够灵敏反映场强值的变化,煤厚大于8 m时,煤厚变化引起场强变化直接关系不明显,需结合电阻率比值,同时分析相邻区域煤厚进行综合判断,才能更可靠圈定地质异常区,分析结果可为厚煤层电磁波透视法圈定地质异常区提供数据支撑。

大倾角复杂地质条件下综合机械化采煤技术实践研究

以A煤矿16528作业面为例,介绍了一种大倾角复杂地质条件下综合机械化采煤技术。针对该综合机械化采煤技术,根据作业面具体情况,从支架强度、标准工作阻力、防倒防滑装置等方面出发,设计了最佳的作业面支架,以此为大倾角复杂地质条件下煤矿的更好开采提供支持。

综采工作面过断层采煤技术研究

深入探讨了综采工作面过断层采煤技术,以解决煤矿开采时面临的地质挑战。通过研究国内外煤矿采煤和断层采煤技术,揭示了研究的热点和难点,同时在分析综采工作面和断层特征的基础上,深度剖析了综采工作面过断层采煤的原理,并总结了各种开采方法及工艺,最后对这些技术在工程中的表现进行了详细的评估,并提出了一系列的改进措施,旨在提供创新的技术解决方案,以推动煤炭资源的高效开发与利用,为煤炭行业的发展提供有益的理论支持。

不连沟煤矿F6219综放工作面支架适应性分析

不连沟煤矿F6219综放工作面以往使用低阻力液压支架的综放工作面来压时,常伴随有立柱急速下缩、安全阀大面积开启等强矿压显现,存在安全隐患。本文以不连沟煤矿F6219综放工作面为工程背景,通过实测数据对工作面支架初撑力、安全阀开启情况、工作阻力频率及支架不保压不平衡等进行支架适应性分析。结果表明:F6219综放工作面支架初撑力平均值5762~7777 kN,初撑力合格率仅为0~28.6%;支架安全阀开启率为3.1%~53.1%,平均30.3%,开启率偏高,安全阀开启比例最大78.9%,平均36.6%,开启比例偏高;支架工况不佳,后立柱接顶不实,支架处于低阻力区时,占比达44.43%;此外,支架不保压和不平衡现象较多。通过对不连沟煤矿支架适应性进行分析,得出低阻力支架控顶工作面存在大面积切顶压架危险,为保障生产安全,提出工程建议。

煤矿综放工作面矿压显现规律与切顶压架预警指标分析

煤矿特厚煤层综放开采时受技术装备等条件限制,放顶煤时由于顶板松散程度较高难以形成稳定结构,导致工作面顶板更容易大面积切落,瞬间冲击支架,损坏液压支架结构,严重影响矿井安全高效生产。以不连沟煤矿F6218综放工作面为工程背景,通过实测数据分析了工作面支架初撑力、安全阀开启情况及工作阻力频率等支架基本工况,揭示了工作面矿压显现规律,建立了适合该矿的切顶压架灾害预警指标体系。结果表明:不连沟煤矿预警指标界限分别为循环增阻率40 kN/min、安全阀开启率50%、动载系数1.4、活柱下缩量500 mm、支架前柱不低于25 MPa,前柱合格率不低于90%;后柱不低于20 MPa,后柱合格率不低于90%。

综采工作面煤厚变化电磁波透视探测响应

综采工作面常有较大的煤厚变化,影响煤炭安全高效生产,需要在回采前探测煤厚变化情况。为掌握煤厚变化对电磁波透视探查的响应特征,采用仿真软件,建立了工作面三维模型,对不同煤岩电阻率比值的煤厚变化进行了电磁波透视探测模拟。结果表明:随煤厚减小,不同煤岩电阻率比值的透视场强值均呈抛物线型下降,说明煤厚越小,电磁波透视能力越差;同一煤厚值,煤岩电阻率比值越大,透视场强值越大,能够透视的距离越大;煤厚8 m以下工作面,场强变化率大,煤厚变化引起的场强值变化明显,可以仅采用相对煤厚变化解释地质异常变化情况;煤厚8 m以上工作面,场强变化率值相对较小,煤厚变化引起的场强值变化不明显,不能仅采用相对煤厚变化解释地质异常区,应结合煤岩电阻率比值和正常煤层厚度,根据煤厚场强变化率来确定恰当的煤厚变薄值来圈定地质异常区。陕西金源招贤矿业有限公司1305工作面探测结果表明:工作面煤层厚度从16.4 m减薄到11.2 m,平均场强变化率为1.2338 dB/m,反映特厚煤层工作面随煤厚减小透视场强值缓慢降低。淮河能源集团张集矿1610A工作面探测结果表明:工作面煤层厚度从5.8 m减薄到2.0 m,平均场强变化率为3.7038 dB/m,反映厚煤层工作面随煤厚减小透视场强值快速降低。研究结果可以合理地判识薄煤区范围以及煤层变薄程度,可靠地圈定地质异常区。

基于高精度三维动态地质模型的采煤机自适应智能截割技术研究

采煤机使用“记忆截割”技术割煤时,需要进行人工领刀,且对煤层赋存条件要求较高,当煤层起伏较大时需要频繁示教领刀。“记忆截割”技术仅针对下一刀煤层顶板截割路径进行优化,在采煤机推进方向无法根据煤层的赋存形态对采煤机俯仰采路线进行精确规划与控制。本文基于采煤机自适应智能截割理念,设计了综采工作面采煤机智能截割系统运行模式,利用煤层精细化物探数据构建工作面高精度三维地质模型,而后利用地质模型对采煤机的未来截割路径进行规划,并在开采过程中根据工作面揭露的最新地质资料动态修正高精度三维地质模型。将高精度三维动态地质模型与采煤机开采规划算法耦合,提出可自适应煤层变化的采煤机开采控制基线规划算法,实现对采煤机推进方向的俯仰采控制与牵引方向的截割控制,以及地质模型更新、开采基线规划与采煤机滚筒调整之间的高效协作。设计了智能截割系统内滚筒调整参量的计算服务接口,以及智能截割系统与采煤机控制系统间的通讯协议,实现了采煤机滚筒基于规划截割路径的精准控制。实践表明,采煤机智能截割系统适用于底板倾角各种变化程度的煤层,采煤机截割线更好地贴合煤层顶、底板线,节约资源,提高生产效率。

淮安市盐矿成矿约束条件分析及远景预测

淮安市盐矿包括淮安盐盆盐矿和洪泽盐盆盐矿,这两个盐矿的物源和控矿因素一直存在争议从而影响以后的找矿方向。为此,从淮安市盐矿所处大地构造位置、赋存地层、气候等条件进行了探讨。据此推断淮安市盐矿中洪泽盐盆盐矿和淮安盐盆盐矿均为海水留滞在适宜位置,经后期干热气候蒸发并埋藏成岩所致,具有同样的成矿机理,只是时间有差异、地点有差异。通过以上成因分析,对比周边地质条件和环境,认为同属盐阜坳陷带中的管镇、津里次凹及涟北涟南凹陷有相似的成矿成盐条件,是盐成矿的远景成矿区,其中涟北涟南凹陷中的次凹是更值得关注的地区。

山东大汶口石膏矿区工程地质条件分析

在“双碳目标”背景下,储能重要性日渐突出,成为能源资源研究的重点方向和领域。山东大汶口盆地石膏资源丰富,经过多年开采形成了大范围地下采空区,因此矿区工程地质条件评价是安全生产的保障。利用实验测试、资料分析、数据统计等方法,综合评价了大汶口盆地石膏矿区工程地质特征。研究得出盆地内石膏矿层主要位于盆地南部边缘,呈北东-南西向展布,主要层位为古近系官庄群大汶口组二段和三段,开采深度多在400m以浅。新生代构造不均衡活动不仅控制着盆地的形成和发展,也控制着盆地内岩盐、石膏矿床的形成。矿带包括三套以泥岩为主的隔水层,和三套以砂砾石或灰岩为主的含水层,水中钙离子和镁离子含量均较高,水体总硬度大。矿带顶板以泥岩、泥灰岩为主,矿带底板主要为泥岩夹石膏、含膏泥岩,围岩单轴抗压强度较低,顶底板工程地质稳固性较差。

磁化对表面活性剂性能影响及降尘效果研究

为更有效地防治煤矿井下综采工作面开采过程中产生的粉尘,本研究将磁化技术与表面活性剂相结合,采用实验方法研究了磁化对表面活性剂溶液性能的影响,并通过喷雾降尘实验,得出最佳的磁化强度、表面活性剂溶液浓度和除尘效率。研究结果表明:质量分数为0.5%时,表面活性剂溶液在经过9000 Gs强度磁场磁化后的降尘性能优于原有的表面活性剂溶液;相对于传统的喷雾降尘技术,磁化后的表面活性剂溶液对呼吸性粉尘的降尘效率提高了38.35%,全尘降尘效率提高了45.46%。研究结果可为井下采煤工作面粉尘治理提供理论指导。

综采工作面自适应截割路径规划算法研究

目前综采工作面采煤机开采控制模式仍然以人工跟机操作或记忆截割为主,对煤层起伏变化适应能力差,无法满足智能化综采工作面建设需求。通过分析当前主流采煤机控制技术的不足和综采工作面高精度透明化三维动态地质模型的构建方法,提出利用综采工作面三维地质模型规划采煤机未来连续截割路径的方法。将地质模型与回采工作面时空位置耦合,从模型剖面获取未来回采工作面煤层顶底板线,进而规划采煤机截割路径,实现采煤机自适应煤层截割。通过理论分析、数据模拟对比和实际工程验证,采煤机采用自适应截割不仅可以更好适应煤层起伏,而且比记忆截割平均每刀提高生产效率3.63%。

7509综采工作面地质构造发育情况探测研究

煤矿井下地质构造复杂多变,地质构造在综采工作面内部的变化情况往往制约工作面安全有序推进。为确保工作面回采过程中不受地质构造断层变化带、陷落柱等影响,实现工作面安全高效开采,通过采用无线电波透视法和地质综合探测技术对7509综采工作面内的地质构造的发育情况进行勘探,为该工作面后续回采,提供切实可靠的依据。

综采工作面过断层技术研究

断层是综采工作面回采时常见构造类型,在断层影响范围内煤岩体裂隙发育且往往需要截割岩体,给煤炭回采安全带来制约。为此,设计3203综采工作面过断层技术方案,确定松动爆破以及注浆加固技术方案,给出采面过断层安全技术措施。现场应用后,综采工作面过断层期间未出现顶板冒落、煤壁片帮等问题且综采工作面推进速度较快;3203综采工作面采用的过断层技术取得较高应用成果,可在一定程度上提升矿井生产效益。

龙泉煤矿4301工作面水害治理技术及成果分析

基于4301工作面回采期间顶板出水量大,回采难度大等技术难题,严重制约着工作面安全高效生产,通过分析工作面出水原因,提出了钻探注浆堵水技术,实施后工作面出水量由原来的180m^(3)/h降低至30m^(3)/h左右,注浆堵水率达82%,取得了显著应用成效。

综采工艺在复杂地质条件铝土矿山的深度融合应用

国家电投集团遵义公司瓦厂坪铝土矿于2018年5月在全国率先引入了井工煤矿综合机械化开采工艺并取得了较大成功,截止2022年底公司所属的两座铝土矿山已经完成4个综采工作面回采,较好的保障了氧化铝产业矿石供应,也为井工金属非金属矿山机械化、智能化高效开采提供了技术支持。但随着综采工艺不断深入推进和现场实际揭露地质条件的复杂化,针对在采矿、运输设备选型配置和质量管理等方面逐步暴露出的问题,不断联合厂家进行科研攻关,消缺优化改进,使综采工艺和复杂地质条件铝土矿山逐步深度融合,最终形成一套全新的真正意义上综合机械化开采工艺与技术,为相同开采条件矿山安全高效生产提供借鉴。

2-105综采工作面末采贯通研究

为了顺利解决杜家沟煤业2-105综采工作面末采贯通的问题,基于地测数据,确定了工作面在运输顺槽和辅运顺槽的提刀量。根据贯通方案进行施工,末采矿压观测结果显示,主回撤巷道应力及变形均在合理范围内,且支架的压缩量较小,贯通方案成功实施。