深部强采动大巷硐室修护补强技术——以万家庄煤矿为例

以万家庄煤业2#煤层深部强采动一号变电所硐室为工程背景,探究深部大巷硐室强采动破坏机理及强采动围岩稳定性控制原理,分析深部强采动大巷硐室修护补强方案,并结合现场工业性试验优化相关支护技术参数。研究结果表明:2#煤层顶板为复合软岩顶底板,极易受到采场周围的岩层运动、应力集中和应力重新分布的影响,导致一号变电所硐室围岩矿压显现剧烈;煤壁前方支承压力幅值随着远离工作面呈现出近场快速增加、远场缓慢降低的趋势;硐室受到的采动影响较为剧烈,在两翼工作面回采期间,围岩最大变形量为155.8 mm,支护效果显著改善,有力地保障了工作面安全高效回采。

万家庄煤业煤层注水降尘试验研究

为进一步降低采煤工作面粉尘浓度,在万家庄煤业公司20104综采工作面开展了煤层注水降尘的试验研究。针对采煤工作面煤层注水工艺流程和钻孔施工工艺,研究确定了静压注水动压注水试验方案,根据试验实测数据,总结了注水方式、注水孔分布、封孔工艺和湿润半径等煤层注水参数和技术措拖,取得了较好的应用效果。

万家庄煤业深部软岩巷道锚注一体全断面围岩加固技术应用研究

万家庄煤业主采2#煤层,埋藏深度400~620m,随着开采深度增加,受工作面采动影响,煤体受压导致强度和承载能力降低,巷道及顺槽、采区泵房、变电所、避难硐室等重要场所,巷道压力显现,帮鼓、底鼓显现较为明显。为保障工作面安全生产,有效控制巷道围岩变形,通过研究提出“高强注浆锚杆+高强抗弯剪锚索+W型钢带+钢筋网+喷浆+注浆”全断面锚注一体化技术方案进行巷道修复加固,矿压观测期间的巷道围岩变形量及变形速率显著减小,有效控制了软岩巷道围岩变形,保障了井下巷道的安全使用,为矿井安全生产创造了有利条件。

不同采高对工作面应力分布的影响研究

厚煤层大采高综采工作面的压力作用变化较大,对煤矿的安全开采具有重要的影响作用。针对厚煤层大采高综采过程中,工作面的应力分布采用数值模拟的方式进行研究分析,建立不同采高的数值分析模型,对煤岩的开采过程进行模拟。结果表明,在大采高综采过程中工作面超前支护的垂直应力随采高增加而减小,工作面采空区水平应力随采高增加而增加,存在最优的采高工艺值,满足煤岩的压力及拉应力作用。

小窑破坏区复采期间瓦斯分布规律研究

为掌握复采煤层瓦斯分布规律及涌出规律,解决复采期间局部瓦斯异常涌出、积聚和瓦斯超限等难题,以腾晖煤业2#煤层三采区遗存采空巷(区)及煤柱为研究对象,研究了工作面与空巷(区)的位置关系,在瓦斯基础参数测试上,对下分层复采期间应力变化特征与瓦斯运移特征进行了分析。研究表明:在密闭空间内瓦斯体积分数超过28.4%时,瓦斯压力高达0.045 MPa;当工作面空巷揭露时,瓦斯瞬时气流速度可达440 m/s,之后迅速下降。

强采动煤层大巷群变形破坏特征与锚注修复加固技术研究

煤层大巷群易受强烈采动影响,造成围岩剧烈变形破坏与支护结构严重失效,如何有效控制强采动煤层大巷群围岩稳定性对于保障矿井正常安全生产具有重要意义。本文以万家庄煤业一采区煤层大巷群为工程背景,分析了强采动大巷群变形破坏特征及影响因素,提出了大巷群“高强度锚注一体化”综合修复控制技术方案,开展了强采动大巷群修复现场工业性试验,并进行了修复过程中注浆量与注浆效果、锚杆锚索受力、围岩变形等监测分析。研究结果表明:强采动煤层大巷群在两翼工作面强采动应力叠加作用下呈现全断面变形破坏模式,相比于普通锚杆(索)支护,采用“高强度锚注一体化”综合修复控制技术方案后,大巷围岩最大垂直位移减小了80.5%,最大水平位移减小了76.3%,有效控制了围岩变形,现场实际应用效果良好。研究成果为强采动煤层大巷群围岩稳定性控制提供了一定的理论依据与工程参考。

强采动大巷破碎煤柱水泥基浆液注浆渗透扩散规律研究

以山西万家庄煤业强采动运输大巷破碎煤柱注浆修复加固为工程背景,首先开展水泥基浆液的流变性能实验,得到水泥基浆液流变参数;然后基于水泥浆液流变性实验室测试结果及渗流理论,利用COMSOL软件建立破碎煤柱水泥基浆液注浆渗透扩散数值计算模型,研究不同注浆参数(浆液黏度、裂隙开度、注浆压力等)条件下破碎煤柱中水泥基浆液渗透扩散空间分布特征及演化规律;最后,通过现场注浆量监测及钻孔全景数字成像探测技术,分析水泥基浆液渗透扩散效果。结果表明:当水灰比小于0.7时水泥基浆液黏度随水灰比增加急速下降,大于0.7时水泥基浆液黏度减小速率明显降低;水泥浆液扩散距离随时间非线性增长,呈现为幂函数关系;在破碎煤体裂隙中渗透扩散距离随水灰比、裂隙开度、注浆压力的增大而增大,根据万家庄煤业实际情况确定水灰比选择0.8,注浆压力选择3 MPa。现场监测结果表明,煤柱中的裂隙及破碎带中均可观察到大量水泥浆液,浆液渗透扩散效果较好,围岩完整性及自承能力显著提高,万家庄煤业运输大巷围岩稳定性得到良好控制。

永华一矿采场矿压理论研究与应用

采场矿压的压力显现能够使巷硐周围岩体和支护体产生破坏,影响采矿工作的正常进行和安全生产。以永华一矿的2106工作面为工程实例,通过对采场矿压来压步距的理论计算和现场观测数据的对比分析,得出采场矿压的理论计算能够指导采场工作面的安全生产,为煤矿带来很大的间接经济效益。

快速掘进条件下回采巷道支护优化研究

采掘接替紧张制约矿井高效生产,急需提升巷道掘进效率来缓解上述问题,然而传统巷道支护技术存在耗时长、支护效率低等问题,不能满足巷道快速掘进需要,为此文章提出采用柔性锚杆替代传统锚网索对顶板进行支护优化,提高巷道支护效率,从而实现巷道快速掘进。研究表明:1)柔性锚杆可以给巷道顶板提供足够的支持强度,降低巷道支护耗时,达到快速掘进的目的;2)优化后的顶板锚杆数量显著降低,排距由1.1m提升至1.5m;3)顶板岩层破碎圈分布在1.0m以内最大下沉量在12mm,围岩变形不会给巷道正常使用带来不利影响;4)巷道掘进进尺由450m/月提升至550m/月,提升率为21.7%,巷道综合支护成本降低12%。采用柔性锚杆对回采巷道支护优化,不仅可以确保巷道围岩稳定,而且提升了巷道掘进效率,具有一定的推广价值。

煤柱回收工作面过空巷围岩变形机理与控制技术

回采工作面采矿过程中,经常会过空巷道,煤柱垂直应力和巷道围岩应力都会重新排布,产生基本顶超前破断和煤柱失稳的安全隐患。为此,以经坊煤矿3-边角05工作面为工程背景,建立了三维条件下的空巷顶板力学模型,确定了空巷最低支护阻力计算方法,并根据现场实际情况,确定选择采用分段阻隔充填法,使工作面过空巷时能达到设计要求,最终使得工作面安全快速地通过了空巷。

矿井环境中通风计算域尺寸模拟研究

为了研究矿井环境中通风计算域尺寸对矿井环境模拟的影响,采用CFD模拟研究的方法,以万家庄煤矿矿井环境为研究对象,确定了4种计算域尺寸,使用PHOENICS 2014进行模拟计算,定性分析了1.5 m高度处的风速云图、风压云图,定量对比了1.5 m高度处39个靠近巷道的监测点的风速、风压值。结果表明,改变计算域尺寸对不同地方的风压、风速影响不同。

煤矿机电变频控制技术与节能

随着我国经济体制的不断改革,计算机技术、自动控制技术以及电子技术获得了迅速发展,同时带动了变频控制技术的发展脚步。变频控制技术因其便捷、高效和安全的特点被越来越多的应用到人们生活的各个领域,获得了各个行业的认可和广泛应用。煤矿的开采是一个耗能巨大的过程,电耗在整个能量消耗中占据很大的比例,而在这个过程中却存在着很大的能源浪费。在煤矿开采业中引进变频控制技术对整个行业来说有着很重要的意义,在节能省电方面起到重要的影响作用。

煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用探究

煤矿采煤掘进工作的顺利进行离不开支护技术的支持,良好的高强支护技术可以有效地推动煤矿事业的发展壮大,提升采煤质量,促进相关工作的良性发展。而随着采煤掘进技术的不断发展和进步,支护技术开始朝着多样化的方向发展。尝试对煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用进行详细的分析和探讨,以求更好地促进中国煤矿产业的不断发展和壮大。

综放工作面瓦斯及其防治技术研究

以万家庄煤业有限公司201042工作面为例,对该综放工作面瓦斯来源、涌出特点及上隅角瓦斯超限问题等进行了分析,并提出了上隅角瓦斯超限的防治方案,该方案治理效果理想。

煤矿智能化开采现状及展望

煤炭在全国能源消费中仍占主导地位,随着科学技术进步,煤矿开采也逐步实现智能化、数字化。本文阐述了智能开采技术原理、技术路径以及智能开采硬件和软件,并对现有已实现的记忆截割、自动跟机和远程控制技术进行介绍,针对现有的智能水平不高、精确性低等问题,展望了智能开采未来研究方向。

带式输送机皮带防压死拉断保护装置的设计

对万家庄煤业公司DSJ100/45-100/2×160型带式输送机皮带压死拉断故障进行了分析,针对性设计了皮带防压死拉断保护装置。该装置在电气保护控制回路中增加了自动报警和延时跳闸控制功能。

深部高应力煤巷的快速掘进优化研究

深部开采矿井地应力、地质构造等影响更为突出,巷道掘进受影响更为明显,为缓解矿井采掘接替紧张局面,本文以3506巷掘为工程背景,对制约巷道掘进效率提升的因素进行综合分析,并对掘进、支护进行优化,实现了巷道快速掘进。具体研究成果为:1)3506巷采用EBZ-160MH掘锚机掘进时存在部分掘进工序不平行、掘进效率低等问题,从割煤、装载以及支护等方面对掘进施工进行优化,从而提升掘锚机掘进及支护效率;2)针对掘锚机两侧机载锚杆机无法施工巷道中间锚杆问题,采用FLAC3D对巷道永久支护进行优化,通过增加锚杆排距、减少锚杆数量并提升锚杆预紧力方式来取消巷道中间锚杆,提升巷道顶板支护效率;3)对巷道掘进优化后,作业人员劳动效率以及巷道掘进效率得以显著提升,掘进进尺由10.4m/d提升至13.7m/d,掘进速度提升31.7%,取得显著优化效果。研究成果可以为类似条件下矿井提供巷道掘进优化提供一定借鉴。

浅埋薄基岩综采面覆岩移动规律物理模拟研究

为了研究浅埋薄基岩煤层工作面在采动影响下覆岩的垮落过程和移动规律,利用相似模拟试验和理论分析,对某矿42112工作面回采过程中的顶板垮落情况和来压规律等进行了分析。根据相似模拟试验得到的结果,该工作面直接顶初次垮落步距27.5 m,基本顶初次来压步距35 m,初次破断时出现了非对称三角拱,来压迅猛,矿压显现剧烈,此后工作面出现周期来压,大小周期来压步距交替出现,步距分别为16 m和13 m,周期来压过程中出现台阶下沉。根据理论分析,42112工作面顶板岩块以发生滑落失稳为主。该试验结果可对工作面安全、高效生产过程提供一定的借鉴和指导。

强冲击煤层综采面矿压显现规律及动静载特征研究

张双楼煤矿7煤为冲击煤层,曾发生过冲击矿压灾害,事故造成多人死亡,而9煤也是冲击煤层,面临着同样的灾害风险,为了预防9煤再次发生同类事故,故以该矿正在回采的94101工作面为工程背景进行现场实测并分析,确定工作面矿压显现规律,结合理论分析得到其顶板运动规律及围岩动静载变化特征,最后运用数值模拟对回采过程中工作面沿走向方向的垂直应力、垂直位移、塑性区分布、能量分布进行模拟分析验证。得出结果表明诱发冲击矿压的原因主要来自于基本顶断裂,为该工作面后续开采或相似地质条件下矿井开采提供有效的参考和技术支持。

探析综采工作面沿空留巷支护技术

在煤炭深度开采的过程中,由于地质环境恶劣,所面临的开采问题逐渐增加。相关问题如果不能有效解决,不仅会降低煤炭开采数量,还会威胁开采人员的安全。为了更好的优化煤炭开采质量,文章尝试对综采工作面沿空留巷支护技术进行分析。