煤矿灾害应急救援虚拟演练仿真系统研发及培训应用

针对煤矿井下救援场景复杂、历史救援案例难以复盘、救援培训难度大、成本高等问题,本文基于某矿区既有技术设备情况、顶层规划煤矿灾害应急救援虚拟演练仿真系统技术要求及思路,对360°环幕系统、VR智能虚拟演练终端及其系统集成安装进行设计,研发了任意设置技术的场景设计软件和沉浸式模拟实战演练及考评软件,可实现任意设置灾区灾害场景及参数进行沉浸式模拟实战训练,并进行模拟救灾演练效果客观评价,研究成果对于进一步推动虚拟现实技术在应急救援和安全管理等方面的发展具有重要意义。

大采高短壁综采工作面矿压规律研究及顶板管理

在矿井厚煤层开采过程中,有时受条件限制需要布置短壁综采工作面,以提高矿井安全可靠度和煤炭资源采出率。大采高短壁综采工作面受煤层赋存条件、工作面布置、采高设计、生产组织等影响,采空区顶板不易垮落,容易出现采空区大面积悬顶,从而引发工作面漏风、低氧、有害气体超限、飓风冲击、设备损坏等灾害事故;另一方面,由于回采过程中矿压显现与传统的长壁综采工作面不同,因此单一的研究方法很难准确总结出矿压规律。为更好地指导安全生产,通过采取矿压数据统计分析、钻孔裂隙窥视、地表塌陷对比等综合分析方法,对大采高短壁综采工作面矿压显现规律开展研究,证实了大采高短壁综采工作面矿压显现不明显,生产过程中一般不会出现立柱安全阀开启、漏顶、煤壁片帮、巷道离层或变形等现象;得出了大采高短壁综采工作面基本顶周期断裂位置并未出现在煤壁前方,一般也不会出现在支架控顶范围,而是折断于支架切顶线后方采空区内的结论。针对工作面存在的大面积悬顶事故风险,提出了工作面两端头顶板退锚、三角区顶板高压水预裂、施工临时挡风墙、三角区顶板预裂爆破、安全生产标准化管理等顶板管控措施。实践证明,通过采取上述措施,大采高短壁综采工作面采空区大面积悬顶问题得以解决,采空区顶板能够及时垮落,支架后及三角区充填效果良好,有效避免了顶板灾害及次生、衍生事故的发生。