豹子沟矿近距离煤层同采顶煤冒放性评价研究

以豹子沟矿9+10+11号煤层开采为研究背景,通过现场调研、工程类比、数值计算、计算机仿真模拟等方法展开同采顶煤冒放性研究。结果表明,综放开采时层间夹矸及9号煤层属于Ⅲ类顶煤,冒放性中等,工作面前方10 m处支承压力峰值达到20.4 MPa,远超层间岩层及9号煤层承压极限,顶煤的破碎性和冒放性较好,预计工作面开采越12 m时夹矸及顶煤发生初次大面积塌落。综合分析判断,9+10+11号煤层同采选择放顶煤采煤法是适宜的,对于指导矿井开采工艺的选择具有重要意义。

豹子沟煤业综放工作面水力预裂初次放顶技术研究

豹子沟煤业主采工作面属坚硬难垮落顶板,工作面开采后大面积悬露在采空区,短期内不垮落,造成初采期间顶煤冒落困难、回收率低,回采巷道压力大、变形破坏严重等现象,而传统的爆破控顶技术存在的工程量大、成本高、污染井下空气等问题。针对这一情况,以豹子沟煤业10109综放工作面为例,从坚硬顶板治理的角度出发,引入水力压裂切顶卸压技术,破坏顶板完整性,实现压力转移。实践表明,水力压裂切顶提高了综放工作面初采顶煤回收率,降低了巷道压力和变形破坏程度,为矿井的安全高效开采提供技术保障。

豹子沟矿10203工作面运输顺槽小煤柱护巷支护技术

针对豹子沟矿10203工作面小煤柱留设及回采巷道支护问题,现场观测分析了邻近10103回采巷道顶板岩层结构及支承压力规律,得出回采巷道为煤巷,围岩强度较低,工作面存在断层,区段煤柱应取在应力降低区8~10 m处。采用FLAC^(3D)数值模拟了10203工作面不同小煤柱宽度时掘进及回采期间围岩变形情况,确定10203工作面留设10 m的区段煤柱。优化支护后在10203工作面回采巷道进行了应用,在新支护参数下小煤柱总体比较稳定且回采巷道变形量较小,完全满足矿井安全生产需要。

豹子沟矿11号煤层自燃标志性气体实验研究

为了更好地做好豹子沟煤炭自然发火的防治工作,通过对自然发火实验数据的分析,对豹子沟煤矿煤炭自燃规律及特性进行了研究,分析和优选出了标志性气体,确定了煤自燃临界氧气浓度。结果表明:CO、C_2H_4、C_3H_6气体出现的临界温度分别在62、165、220℃;CO可以作为预侧预报煤自然发火的标志气体;煤炭自然发火的临界氧气浓度为7.0%。

豹子沟煤矿井下巷道支护参数设计

锚杆参数是决定锚杆支护效果的关键因素,选取合适的锚杆支护参数,能够最大程度地发挥锚杆系统的支护作用。以豹子沟煤矿为工程背景,采用数值模拟软件研究了不同锚杆参数对支护效果的影响以及其所形成的附加应力场,并对豹子沟煤矿2号煤层支护参数进行了优化,确保矿井安全生产。

豹子沟煤矿10105工作面水害因素分析及防治研究

为了更加科学地对矿井水害进行防治,对山西豹子沟煤矿井下水文地质情况及水害因素进行对比分析,得出豹子沟煤矿10105工作面水害因素主要来源于上部2号煤层部分采空区积水,其次为大气降水、地表水、顶板水。在此基础上提出了建立矿井水文地质监测预警系统、在工作面顺槽建立完备的排水系统等相应的矿井水害防治技术,为矿井安全生产提供一定的指导作用。

豹子沟矿回采巷道支护参数优化研究

针对豹子沟矿回采巷道变形严重、难支护问题,采用数值模拟和工程类比等方法,模拟了不同预应力、锚杆长度以及锚索等支护参数下回采巷道围岩应力变化情况,通过理论校核,得出合理的支护参数,即顶板锚杆长度2400 mm,预紧力不低于80 kN,锚索直径17.8 mm,长度6500 mm;两帮锚杆直径18 mm,长度2000 mm,预紧力不低于60 kN。

豹子沟煤矿采空区自燃“三带”分布规律研究

采空区遗煤自燃的防治,需要对采空区自燃"三带"分布规律进行研究。本文针对豹子沟煤矿综放工作面自燃"三带"分布问题,科学合理设计监测方案,从氧气浓度监测、温度变化和CO浓度变化角度进行研究,根据氧气浓度监测结果与温度变化监测结果比较,得到10101工作面"三带"分布规律,为采空区自然发火防治提供可靠依据。

KJ90NB安全监控系统在豹子沟煤矿的应用

该文介绍了KJ90NB安全监控系统的结构、功能和特点,分析了系统的工作方式并对豹子沟煤矿应用情况和应用中的创新点作简要叙述。

豹子沟矿综放面采空区自燃“三带”的测定及其应用

为了有效防治采空区遗煤自燃,以豹子沟煤矿10101综放工作面为研究对象,通过束管监测系统,连续测定采空区内O_2体积分数及温度的变化规律,基于采空区自燃"三带"的划分指标,确定了各测点"三带"范围。综合现场束管监测结果,将"三带"结果取平均值可得试验工作面采空区的"三带"范围分别为:散热带为0~27.8 m,可能自燃带为27.8~74.5 m,窒息带为>74.5 m。基于"三带"的判定结果,得到工作面回采速率必须>1.84 m/d,否则容易导致采空区自燃事故。

豹子沟矿煤层自燃倾向性封闭耗氧试验研究

为了掌握豹子沟矿煤层自燃倾向性,通过对豹子沟煤矿9、10、11号煤层3种煤样进行封闭耗氧实验,重点研究煤氧化自燃特性和煤低温氧化规律。实验结果表明,易自燃煤样在封闭实验罐中氧气体积分数呈负指数衰减,CO气体呈指数增长;3种煤样的耗氧能力10号煤层>9号煤层>11号煤层,10号煤层煤样的自燃倾向性最大。封闭耗氧实验法能够累积煤氧化产生的微量组分气体,大大提升了实验装置的整体检测精度,有效避免了通气实验法实验结果引发的歧义性结论。

采煤机截割部振动特性研究

为了解决采煤机截割部截割夹矸煤层易损坏的问题,以MG2×55/250-BW型薄煤层采煤机为研究对象,利用数值模拟软件对滚筒截割过程进行仿真研究,发现随着截割时间的增大,此时滚筒受载呈现不规律波动情况。同时对不同牵引速度及滚筒转速下滚筒受载均值及极值进行研究,发现随着牵引速度的增大,此时的螺旋滚筒受载均值及受载最大值均呈现出逐步增大的趋势;而随着滚筒转速的增大,此时滚筒受载的均值及最大值均呈现逐步降低的趋势;给出最佳牵引速度为4.5 m/min、滚筒转速为85 r/min,此时的截割效率及截割系数综合较佳。

采煤机摇臂连接销轴载荷模拟分析

利用数值模拟软件对一段、二段连接销轴及加装连接架后一段连接销轴工况下应力应变云图进行分析,发现二段连接销轴在靠近煤壁侧连接销轴的最大应力值为3.558 4 MPa,同时最大应变值为1.923 1×10^(-5),为三种情况下的最大值,同时一段连接销轴受力及应变最小,同时在连接销轴煤壁侧的受力和应变明显大于采空区侧,为后续采煤机连接销轴的优化提供一定的参考。

采煤机截齿结构设计及性能分析

以MG850/2395型采煤机为研究对象,基于仿生学思想对截齿结构进行优化设计,利用EDEM模型对仿生凸包型截齿结构进行仿真分析,发现凸包型结构具有更小的工作阻力以及更大的自旋力矩,性能得以提升。将凸包型截齿结构应用到工程实践中,经过1个月时间的现场验证,发现效果很好,截齿结构寿命大幅提升,为企业创造了很好的经济效益。

煤矿井下精确定向探放水技术

在矿井开采过程中,探测并排除作业区域的积水是一项至关重要的工作,因为它直接关系到整个矿山生产的安全与效率。过去,尽管已经采用了定向钻探技术来处理这一问题,但由于其精度和钻进速度的限制,并不能完全满足现代煤矿高效开采的需求。基于此,加强对煤矿井下精确定向探放水技术的研究,意义重大,旨在提高钻探的准确性和效率,确保煤矿开采的顺利进行。同时,此项技术的成功应用也将为类似工作提供宝贵的经验和参考。

水力压裂切顶卸压裂缝扩展规律研究

为了解决坚硬顶板难垮难落问题,利用数值模拟对水力压裂参数进行研究。通过对不同应力下注入点孔隙压力、裂缝扩展高度及宽度分析发现,随着时间增加,注入点孔隙压力呈现逐步增长的趋势。同时,随着应力差的增大,注入点的孔隙压力峰值呈现逐步减小的趋势。而裂缝宽度与裂缝高度呈现相反趋势,应力差增大,裂缝宽度增大,裂缝高度减小。对弹性模量下的裂缝扩展形态进行分析,发现弹性模量增大,裂缝宽度逐步减小,而裂缝高度则逐步增大。研究结果可为坚硬顶板水力压裂切顶卸压方案设计提供一定的参考。

刮板输送机链轮和圆链轮结构优化研究

为了优化刮板输送机链轮及圆链轮结构尺寸,利用数值模拟软件对圆链轮和链轮进行模型建立,给出建模过程,为后续模拟计算奠定基础。对工况下圆链轮和链轮应力、应变进行分析,发现结构的应力、应变主要集中在圆环链和啮入端链环接触位置以及链轮和圆环链接触链窝位置,最大应力为122MPa,最大变形为0.007998m。通过MATLAB对结构尺寸进行优化,优化后短齿厚度为35mm,链窝长度为64mm,齿型圆弧半径为22mm,链窝弧长为20mm,圆链轮直径为12mm,经过优化后最大变形为0.001074m,最大应力为72.3MPa,同时结构质量降低了50.5%,整体优化较为成功。

切顶卸压采空区全域卸压特性研究

为了研究切顶卸压对开采及采空区的影响,利用数值模拟软件对切顶卸压开采巷道应力情况进行分析。通过对比切顶及未切顶两种情况下的巷道应力分布云图得出,经过切顶卸压后能够有效减小巷道的应力值,同时降低应力集中区域的面积,且靠近工作面一侧煤体应力优化效果最为明显;同时对比传统开采、切顶开采模式下沿工作面推进方向顶板应力曲线得出,经过切顶后的顶板平均应力值降低50%,更有利于维护巷道围岩稳定。

三电平变频器在立式提升机应用研究

以提升机调速系统为研究对象,为提高其运行效率、可靠性和调速性能,进而实现高效生产采用三电平整流器的低开关频率预测控制,提出了一种新的提升机设计方案。为了增加提升机的运行可靠性,提出了同时基双绕组电励磁同步电机定向控制策略,并设计了容错方案和绕组切换装置来确保在单个变频器发生故障时能够及时切换,使提升机能够在半速全载条件下运行,通过对提升机的调速原理与参数进行设计设计。

ZDC30-2.5型跑车防护装置在煤矿的应用

阐述了跑车防护装置基本类型,每种类型的工作原理和特点;介绍了ZDC30-2.5型跑车防护装置的工作原理、设备结构组成、主要功能,简述了新选跑车防护装置在副斜井的布置方案和跑车防护装置的配电及控制。