综合物探技术在矿山水文地质勘探中的应用

针对东沟矿存在的水文地质勘探不明的现状,为更好的保障井下生产作业安全,综合运用地震勘探与瞬变电磁两种物探技术,对矿井水文地质进行详实勘探。为确保解释结果的相互印证,于垂直地层走向布设5条重合测线,并选择其中DZ04地震时间剖面与TEM04视电阻率断面图为对象,参照其物理特性对水文地质状况进行说明。结果表明:两种物探技术在勘探结果方面实现高度的吻合,同时发现对矿区生产造成主要影响的地质构造有1个陷落柱和9条组合断层,且断层F3、F5为主要富水区域,F3断层北部和F2断层西部存在中等富水区域。

双倾斜大倾角轻放仰采工作面放煤工艺研究

河北磁县申家庄煤矿2209工作面的煤层储存条件特殊,很少有可以借鉴的经验。为了实现安全高效生产,以申家庄煤矿双倾斜大倾角轻放仰采工作面为实例,运用理论分析并结合相似材料模拟和现场试验的方法,对放煤工艺进行了研究。研究结果表明,采用单轮顺序放煤方式且放煤步距0.6m时具有明显的优势,工作面煤炭综合采出率达到93%。

基于关键层理论的地表沉陷规律研究

为研究关键层的变形与破断对上覆岩层移动及地表沉降的影响,以某矿区煤层回采引起地表沉降为例,通过刚度及强度条件判断了关键层及亚关键层位置。采用FLAC3D数值模拟实验分析回采过程中的关键层变形、破断与地表沉陷之间的时空关系。

矿井采掘系统安全生产诊断评价

采掘系统作为矿井生产的重要场所,其安全性和稳定性是保障矿井安全生产的前提。根据事故调查统计,结合现场实际情况,建立了包括顶板风险、瓦斯风险、火灾风险、水灾风险、有毒有害风险和其他风险6个类别、36项指标的多因素多级诊断评价指标体系。利用层次分析法确定各因素权重,在此基础上构建模糊综合评判模型,对采掘系统的本质安全状况进行评价。对漳村矿诊断评价结果表明:所建立的诊断评价指标体系较全面包含了矿井采掘系统的主要影响因素,能够辨识系统存在的安全隐患;模糊综合评判法作为采掘系统安全评价方法是实用有效的。

充填矸石物理力学性能实验研究

以充填矸石为研究对象,针对其力学性能开展实验探究。首先通过物理化学构成分析、电镜扫描、碎胀性分析三方面对充填矸石基本力学性能进行研究,并在此基础上借助单轴压缩实验机对充填矸石的压实特性开展实验分析,以对其实际应用进行有效指导。

近距离煤层顶板稳定性分类研究

为实现近距离煤层巷道顶板的稳定性分类,首先根据近距离煤层下开采顶板岩层的结构特点构建"散体—块体"力学模型,分析其顶板围岩破坏机理;然后用层次分析法对影响顶板稳定性的不同因素指标进行权重分析,将顶板划分为三类;最后经各钻孔顶板稳定性计算绘制出各煤层顶板稳定性分区图。

乏风流速与燃烧温度之间关系的实验研究

通过配置浓度为0.75%的极低浓度甲烷来模拟矿井乏风,使0.75%浓度的甲烷以不同的速度通过不同温度高温炉膛,收集炉膛排除的气体,并对收集气体进行测试,以得到矿井乏风高温氧化的条件和规律。实验通过调整进入炉膛的乏风流速和炉膛温度以得到乏风在不同流速不同温度下的氧化情况。结果表明,相同浓度的乏风以不同流速通过高温炉膛时,其流动速度越大,其完全氧化所需要的炉膛温度越高;其流动速度越小,其开始氧化所需的温度越低。

瓮形煤仓围岩稳定性试验研究及其现场应用

为缓解生产与提升能力的矛盾,减少断层破碎带对煤仓开掘及维护的影响,设计并采用了瓮形形态煤仓。通过理论分析、试验室试验以及现场实测的研究方法对比分析了瓮形煤仓的受力特点、围岩破坏特征及收敛变形等特性。研究表明:瓮形煤仓的独特设计除能满足大容量,减少断层对煤仓的影响等要求外,还可承受比常规煤仓更大的围岩应力水平;在同等支护条件下,与常规煤仓对比,瓮形煤仓围岩破坏范围较小;围岩变形以径向位移为主,并在瓮形肩部和中部出现径向位移最大值;瓮形煤仓肩部首先发生塑性破坏、片状剥落甚至滑移失稳,并造成最大直径处出现后续失稳过程。实际支护设计中,肩部、中部应进行重点支护补强。