涡北煤矿北翼皮带下山112煤底板灰岩水防治浅析

本文简述北翼皮带下山太原组灰岩地质概况及水文地质特征,分析突水危险性以及水害治理方法,为涡北矿灰岩水害治理提供参考。

对涡北矿矿井突水及水害防治的认识

本文简述涡北煤矿主要水害类型以及历年重大突水事故,分析突水原因及特征,提出各类水害针对性防治措施。

注入热活化过硫酸钠溶液增透松软低渗煤层的试验研究

煤层注水具有防突降尘、预防煤层自燃和冲击地压等作用,为提高煤层低压注水综合消突作用,增大煤层透气性,以河南省耿村煤矿13230综放工作面为工程背景,选取局部区域注50℃过硫酸钠(SPS)溶液进行化学增透后测定煤层透气性和瓦斯抽采纯量。使用Kruss DSA25光学测量仪测量煤样表面接触角θ,以考察SPS溶液质量分数、活化温度对煤样润湿性的影响,优选50℃作为SPS溶液的最佳活化温度;采用等温吸附实验测定煤样吸附常数a,b值,使用压汞实验测试孔隙特性并用分形理论计算孔隙粗糙度,采用扫描电子显微镜观察煤样表面形貌变化,采用TOC分析仪对返排液进行总有机碳(TOC)测试。分析结果表明:升温可有效活化SPS产生具有强氧化性能的硫酸根自由基(SO4-·)、并氧化水生成羟基自由基(·OH),质量分数为1%的50℃活化SPS溶液可将耿村煤样的接触角θ由106.80°降低至45.05°,接触角下降57.82%,显著改善煤样的润湿性,增强煤表面与注水溶液的作用;耿村矿13230工作面注活化过硫酸钠溶液后煤样对瓦斯的吸附能力显著降低,吸附常数a值下降17.27%,吸附常数b值下降37.39%,煤样总孔容增加57.74%,孔隙率增加70.35%,中大孔孔容及孔容占比增大,微小孔的孔容及孔容占比减小,煤样的渗透容积增加、吸附容积减小;活化SPS溶液能将煤中占据或封堵孔道的部分小分子相物质氧化溶出,使得孔裂隙得到延伸和疏通,同时使煤表面出现新的微裂纹,改善煤体内孔隙连通性。耿村矿13230工作面在注活化SPS溶液后其单孔瓦斯抽采纯量提高137.14%,达到8.3 L/min;瓦斯体积分数及煤层透气性系数分别提高220%,1650%,达到32%,0.1015 m2/(MPa2·d);钻孔瓦斯流量衰减系数降低83.48%,低至0.0115 d-1,煤层瓦斯抽放难易程度由较难抽放水平提升为可以抽放水平,增透效果显著。

深井软岩强变形巷道新型支护设计

通过对深井高地压软岩强变形巷道复合性支护的可行性研究,确定合理、有效的支护形式,对煤矿安全生产,经济效益都有着十分重要重要的意义,这项支护新工艺有望在全国煤矿企业具有相似地质地压条件下推广使用。

回采巷道锚带网（索）与桁架联合支护试验与应用

根据煤层破坏机理和巷道维护特点分析，考虑到顶板跨度较大、巷道地压大以及高帮难控制性，确定采用及时锚杆和滞后锚索结合M型钢带和金属网，外加预拉力钢绞线桁架加强支护。

采场矿压显现规律数值模拟研究

为分析研究采场矿压显现规律,运用FLAC3D数值模拟软件,并结合工作面顶底板实际岩性参数建立三维地质模型。通过对采场应力分布规律、回采巷道的应力分布规律及破坏形式进行数值模拟,并结合电磁辐射仪对回采巷道应力分布状态的观测,验证了数值模拟的合理性。

深部高压松软围岩锚网喷+锚索+锚注支护实践

该文根据围岩支护理论、锚杆支护原理,针对淮北矿业集团涡北煤矿南翼一采区轨道下山、回风下山、皮带运输下山进行软岩控制及支护技术的系统研究,分析大埋深、复杂地质条件下软岩巷道围岩变形及破坏规律,研究和利用各种软岩控制及支护理论,运用锚网喷+锚索+锚注复合支护解决对三条下山的支护研究的技术难题。