水仓防隔水煤柱安全评价及注浆加固治理研究

某煤矿水仓的砌碹巷道在开采的扰动、防隔水煤柱宽度留设不足、砌碹壁后充填不密实等情况下,使得周边采空区水渗漏至水仓,极大影响了水仓的安全稳定。为进一步加强水仓煤柱的稳定性,运用地面钻孔及井下钻孔相结合的方法进行注浆加固。采用地面钻孔注浆充填井下硐室,硐室充填沙子245~328 m^(3)、水泥487~650 t,充填材料体积远远大于硐室体积220 m^(3),有效增加了煤柱厚度;利用井下钻孔在砌碹处进行水泥注浆与水化学注浆,使得砌碹裂缝处涌水量由15 m^(3)/h降至为零,砌碹壁后空隙充填效果良好。通过对煤柱及砌碹壁后空隙的注浆充填,有效提高了水仓防隔水煤柱的稳定性。

张家峁矿近水体煤层群隔水煤柱合理宽度确定

针对张家峁常家沟水库近水体煤层开采后覆岩裂隙扩展诱发透水的潜在风险,对煤层开采过程中的覆岩破坏特征及裂隙扩展规律进行了模型试验及数值模拟研究。为合理确定4^(-2)煤层的隔水煤柱宽度,基于矿山支承压力和静水压力对隔水煤柱的不同作用机理,将4^(-2)煤层隔水煤柱划分为矿压影响区和有效隔水区,分别构建了矿压影响区和有效隔水区的煤柱受力分析计算模型,推导了4^(-2)煤层矿压影响区和有效隔水区的理论宽度计算公式。在此基础上,考虑煤层开采边界角与水体下伏不同煤层矿压影响区宽度的关系,提出了“上覆煤柱宽度+矿压影响区”的水体下伏煤层群隔水煤柱宽度确定方法。结果表明:4^(-2)煤层工作面初次来压步距为45~56 m,周期来压步距为13.8~14.9 m,上覆岩层冒落带高度为12~13 m;地表最大下沉量为2.0~2.2 m,下沉系数为0.571~0.629,4^(-2)、4^(-3)、4^(-4)和5^(-2)煤层隔水煤柱的合理宽度分别为25,39,51和87 m。现场实测隔水效果验证了近水体煤柱理论留设宽度的合理性及其工程适用性,为张家峁近水体煤层群安全高效开采提供了技术保障。

矿用微波在线水分仪的研究与设计

为了在矿井等有防爆要求的场所实现煤炭水分在线测量,基于煤的水分对微波功率衰减的原理,选择C波段微波,以水分与微波功率衰减的线性关系及煤量补偿方法建立微波测水模型,并对微波发生装置、天线、物位传感器及整体结构进行了矿用防爆设计,研制了矿用微波在线水分仪。经厂内评估测试,矿用微波在线水分仪的设计满足现场需求,测量的均方根误差小于0.5%。文章还对矿用微波在线水分仪在矿井中的实际应用提出了相关建议。

某大水矿山近矿体帷幕注浆联合防治水方案研究

防治水是维持矿山安全生产及可持续发展的重要环节。某铁矿为岩溶大水矿山,预计矿体开采后涌水量可达19164.36 m^(3)/d,给采矿作业带来安全隐患。基于矿山水文地质特征及井下实际开采条件,采用超前探水、近矿体帷幕注浆及防渗帷幕加强隔水矿柱等方法,最终在上部中段矿体形成完全闭合隔水体,在下部中段矿体形成不完全闭合的防渗隔水层。提出的“堵避结合,预测先行”联合防治水方案能够有效保障矿体安全开采,可供类似大水矿山参考借鉴。

矿井越界开采混凝土防水隔离柱留设研究

为确定杨村煤矿与田庄煤矿井田边界安全隔水煤柱宽度,提出了以混凝土防水隔离柱取代部分煤柱,构成小煤柱与混凝土防水隔离柱相结合的边界隔水结构,采用FLAC^(3D)软件对比分析了其与全小煤柱隔水结构在矿压与水压作用下的力学状态,对有效隔水的煤柱宽度临界尺寸进行了优化研究。研究结果表明:小煤柱与混凝土防水隔离柱相结合的边界隔水结构小煤柱宽度为2.5 m,隔离柱宽度为2.5 m;而整体为煤柱隔水结构中,其最大垂直应力在采空区侧煤柱深部1.5 m处,大小为原岩应力的2.3倍,有效隔水的弹性区宽度约为1.0 m,与理论计算结果基本一致,小煤柱与混凝土防水隔离柱组合隔水结构中,最大垂直应力在隔离柱深部0.5 m处,为原岩应力的3.2倍,有效隔水的弹性区宽度约为3 m,隔水安全性更高。

倾斜煤层矿井突水对防水煤柱稳定性的影响规律分析

针对倾斜煤层防水煤柱合理尺寸留设问题,以道清煤矿淹井事故为原型,采用理论解析分析与数值计算相结合的对比分析方法,研究矿井突水对防水煤柱的稳定性影响,得到在矿山压力作用与水压作用下防水煤柱的极限设计尺寸优化公式,结合道清煤矿生产实际得到防水煤柱尺寸,通过数值模拟分析对比验证防水煤柱尺寸的合理性,并探究了防水煤柱的破裂过程。结果表明,煤体受采动应力影响,应力状态重新分布,煤体由弹性状态转变为塑性状态,产生塑性形变,强度逐渐降低,当压力增大达到其强度极限时,煤体内部出现裂纹,裂纹逐步扩展靠近防水煤柱,形成裂纹带,随着时间的累积,防水煤柱的强度逐渐降低,塑性变形区逐步向弹性核区移动,矿井涌水后,煤体裂隙导通充满大量孔隙水,在水压作用下,新生裂纹及原生裂纹进一步扩展,裂纹的张开度不断增大,最终形成导水裂纹带,使得防水煤柱发生严重破坏,煤体的破坏形式以拉剪破坏为主,煤层沿倾向发生相对位移,表现出剪涨变形,煤体出现剪切带。

基于QMC的矿井防尘供水管网水力可靠性分析

为了提高矿山井下防尘供水管网水力可靠性,综合考虑机械故障和水力条件变化对管网可靠性的影响,从节点和管网整体两个方面确定评价指标,建立矿井防尘供水管网水力可靠性评价模型。评价模型求解采取管网平差软件EPANETH和拟蒙特卡罗法(QMC)仿真模拟求得各节点的可靠度,继而求得整个管网的水力可靠度。整个算法用Matlab结合VC#.NET计算机语言编程实现,这样可以通过不断仿真模拟观察收敛结果。将评价模型用于开滦集团林南仓矿,通过分析计算,可确定管网中可靠性较低的节点和对管网水力可靠性影响较大的管段,该计算方法可作为管网优化设计的参考。

大冶铁矿铁门坎采区深部开采地下水涌水量预测

通过广泛调查大冶铁矿铁门坎采区的水文地质情况,从水文地质条件、充水情况等方面研究影响铁门坎采区地下水涌水量的因素,同时运用"大井法"计算矿坑-230m中段涌水量,结果证明了该方法应用的可行性。因此,运用"大井法"可以进一步对矿山深部开采-350m中段的涌水量进行预测,从而为矿山进行深部开采和防治水措施的施行提供了一定价值的参考意见。

大断面平顶直墙地下方厅浅埋暗挖法施工技术

本文以北京市城铁东直门车站地下方厅为工程背景,详细介绍了浅埋暗挖法多导洞施工技术在大型地下方厅建设中的应用,以及工程中对新材料、新工艺的使用,丰富了浅埋暗挖法的内容。

关于水资源论证中矿井涌水量预测问题探讨

矿井涌水量计算是矿床水文地质勘查中一项重要而复杂的工作,也是矿床水文地质勘查中的根本任务之一。由于矿床水文地质条件的复杂性,至今对它的研究仍处于近似计算的水平。采用"大井法"和水文地质比拟法,对某煤矿进行矿井涌水量预测,通过对比分析,确定合理的矿井涌水量,为水资源论证工作提供可靠依据,特别对干旱缺水地区来说,具有一定的现实意义。同时也为矿床开采设计提供可靠依据,保证矿山生产安全。

矿用隔爆型电机的水冷结构设计与温升计算

针对矿用隔爆电机体积小、功率大、发热严重等应用特点,合理地设计水冷结构可以有效地平衡电机发热量,保证电机的安全运行。基于流体力学及电机传热学理论开发编制了水冷电机水路结构设计与温升计算程序。以YBSD矿用隔爆型三相电动机为研究对象,对其机壳水路进行了结构设计与热力计算,并进一步计算了电机的温升情况。通过将程序计算结果与实际电机数据进行对比分析,验证了所提方法的可行性和计算的准确性,为矿用隔爆型水冷电机设计提供了技术手段。

采煤机用牵引电机发热与传热耦合研究

采煤机用牵引防爆型水冷电机受安装空间限制,功率密度大、电磁负荷高,发热严重,针对其特殊结构及换热机理,建立了发热和传热耦合模型,给出了水套内外的对流换热系数的确定方法,采用有限体积法对电机的定转子及冷却水套的温度场进行了计算分析。计算结果与试验数据对比证明所建耦合模型可真实模拟电机实际传热机理。结果表明电机转子近似为等温体,气隙的热阻使得其温度远高于定子。而电机定子温度最高处位于上层绕组靠近槽楔处。调整冷却水的流速和水套结构对电机的温度分布有较大影响,适当的水速和水套结构,可达到最小代价获得最佳冷却效果。研究结果可作为采煤机牵引电机热控制及优化设计的理论基础。

裂解气相色谱-质谱法分离鉴定聚氨酯防水涂料中的煤焦油

建立了采用闪蒸裂解气相色谱-质谱测定固化后的聚氨酯防水涂料中的煤焦油的新方法。该方法方便快捷,无需对样品进行前处理,而且测定结果不受聚氨酯组分的干扰。该方法在建筑材料中有毒有害组分的分析检测方面有一定的应用价值。

矿井防尘供水管网系统的GO法可靠性分析

为保障煤矿生产的安全运行,采用GO法分析矿井防尘供水管网的可靠性。以双鸭山某矿防尘系统为例,根据其工作原理和结构建立GO图,利用概率公式算法对防尘供水管网系统进行定量和定性的GO运算,获得了系统的状态概率和最小割集。结果表明,比故障树法对同一系统的分析结果更精确。GO方法能够反映系统原貌,非常适合模拟有序列过程的状态系统。对于较复杂的系统,GO法则显得比较简单,优势更加明显。

煤矿矿井水井下处理就地复用工艺及关键技术

基于提高矿井水资源化水平,对煤矿矿井水井下处理就地复用工艺及关键技术进行了探讨。矿井水井下处理后主要用于井下消防洒水、采煤设备冷却以及液压支架用水,常规矿井水井下处理工艺流程为:井下水仓→提升泵→沉淀池→细砂过滤器→回用,将过滤器中的细砂换为改性锰砂,可用于高铁锰矿井水处理。高矿化度矿井水在井下处理回用,应充分考虑分质供水,少量液压支架用水可深度除盐处理。酸性矿井水在井下采用升流膨胀过滤中和法处理较合理。科学利用井下空间、解决好安全防爆技术和开发模块化可移动的井下处理装置,是矿井水井下处理就地复用的关键所在。

GO法分析矿井防尘供水管网的可靠性

为保障煤矿生产的安全运行,采用GO法分析矿井防尘供水管网的可靠性。以双鸭山某矿防尘系统为例,根据其工作原理和结构建立GO图,利用概率公式算法对防尘供水管网系统进行定量和定性的GO运算,获得了系统的状态概率和最小割集。结果表明,所有割集故障概率的和为0.009 502 6,精度较高。GO方法能够反映系统原貌,其操作码和信号流可以表示系统的多个状态,非常适合模拟有序列过程的状态系统。对于较复杂的系统,GO法则显得比较简单,优势更加明显。

注浆技术在煤矿加固防渗中的应用

柠条塔煤矿因受天然状态下的烧变岩接受大气降水补给,沿烧变岩底部由东南向西北汇流补给3-1煤层,造成3-1煤中央辅运大巷左侧区域富含地下水,煤壁渗水量较大,给矿井的长期安全生产造成一定的威胁。通过煤壁左侧注浆,有效封堵了地下水源,煤壁渗水量明显减小,注浆效果良好。

常德青峰煤矿地面钻孔注浆堵水实践

简要分析了湖南常德青峰煤矿突水矿井的水文地质条件、突水因素,编制了注浆堵水方案,阐述了注浆堵水过程中注浆段的划分、浆液的配置、注浆结束的标准等工艺流程及所取得的成果。

基于ANSYS/CFX的防爆柴油机水洗箱气液两相流模拟

采用ANSYS/CFX软件对防爆柴油机水洗箱内的气液两相流动进行分析,通过模拟防爆柴油机水洗箱内的气液流动状况,然后计算排放口的尾气温度,为水洗箱的优化设计提供参考,使防爆柴油机水洗箱满足标准要求。

关于软弱地层中采用浅埋暗挖法修建地铁车站几个问题的探讨

探讨了软弱地层中采用浅埋暗挖法修建地铁车站的地层适应性、结构型式、结构防水、施工方法、降低造价,提出了一些新观点。