顾桥煤矿随掘地震实时超前探测技术

在煤矿智能化掘进过程中,超前探查至关重要。目前,掘进工作面超前探测时,都是在工作面停止掘进的基础上进行作业,无法做到边掘边探、随掘随探。基于在线式矿井地震监测分站构建的随掘地震实时超前探测系统在巷道掘进的同时,采集掘进机震动引起的地震数据,通过光纤网络实时传输至地面服务器的数据库,数据处理软件从数据库中获取当前随掘数据,经过筛选、提取虚拟炮集和偏移成像等,对掘进前方和侧前方一定区域进行反射槽波成像,实现以综掘机切割震动为震源,利用连续振动波的回波,对巷道前方地质异常体的超期探测。以顾桥煤矿智能化掘进工作面1126(3)运顺巷为例,开展随掘地震实时超前探测技术研究。结果表明,随掘地震可超前探查100m范围内落差大于1/2煤层厚度的断层位置及走向,平面位置摆动误差小于5 m,总体探测成果准确率达80%以上,形成了巷道超前探测递进式地质透明化的一种保障技术。

淮南矿区1/3焦煤二次氧化煤样孔隙特性实验研究

采空区二次氧化煤样自然发火为煤矿安全生产带来了巨大隐患。以淮南矿业集团顾桥煤矿1/3焦煤为研究对象,利用实验研究的方法,系统研究了不同预氧化温度和预氧化时间对煤孔隙特性的影响,研究发现:新鲜煤样和不同预氧化处理煤样的等温吸附曲线均呈典型的第Ⅱ类等温吸附曲线;预氧化处理对煤中孔隙的影响主要集中在0.45~20 nm,其中,2~4 nm内微孔的数量和总孔容在减少,在4~20 nm内的孔隙的数量和总孔容则显著增大;煤样的比表面积随着预氧化温度的提升呈现出先增大后变小的趋势,并在70℃时达到最大值;预氧化处理后,孔径处于0.45~5.9 nm时,孔隙的数量和总孔容有较大的变化。研究成果可为采空区自然发火防控提供必要的科学理论支撑。

顾桥煤矿GPS基准网坐标转换的高崩溃污染率抗差估计

为确保顾桥煤矿D级GPS平面基准网坐标系统转换后的质量,克服转换基准点中存在的位移对转换成果的影响,基于高崩溃污染率抗差估计理论,建立了坐标系统转换参数的估计模型及转换后GPS网的质量评价模型。顾桥煤矿D级GPS网转换后的成果表明,高崩溃污染率抗差估计能够实现平差系统对存在位移的转换基准点进行自动准确探测的目的,保留了GPS技术高精度的特点,为该矿区建立了可靠的测绘基准。

顾桥煤矿11-2煤综采面地表移动变形基本特征分析

在介绍顾桥煤矿首采面地表移动观测站概况的基础上,重点介绍了利用实测数据获得的地表移动变形的基本参数,总结了地表移动变形的基本规律和地表移动的周期,为类似地质采矿条件下的开采提供参考。

煤矿断层破碎带超前长孔预注浆加固技术及应用

煤矿巷道穿越断层破碎带时,常发生顶板剧烈来压、强烈底鼓、帮部收敛等变形破坏,严重影响安全掘进及巷道正常使用。断层破碎带内的巷道围岩稳定性受构造应力、断层水、围岩强度与完整性等多种因素的影响。以淮南矿区顾桂井田-695 m南翼轨道大巷穿越F104-1断层破碎带为工程背景,在围岩力学特征测试、物化分析的基础上,结合类似地质条件下的相关工程经验,提出以超前长孔注浆预加固、U型钢支架、锚杆、全长锚固注浆锚索为核心的成套技术体系,研究了高应力、围岩破碎软弱等不良地质条件下巷道围岩加固支护方法。

厚松散层煤矿开采地表移动监测技术

为研究厚松散层地质条件下煤矿开采所引发的地表移动变形规律,以某矿两个开采工作面影响的地表移动变形区为研究对象,建立地表移动变形观测站。通过布设平面GNSS连接测量控制网和三等水准联测网,得到矿区GNSS RTK测量和高程测量基准。针对地表形变的时序性,引入自动化监测技术,并基于Java Web技术开发矿区地表移动自动化GNSS实时监测系统。实时监测结果表明,该监测系统可以提供准确、及时的地表移动变形信息,监测精度高、功能丰富,能够为特殊地质采矿条件下开采沉陷规律研究提供强有力的数据和技术支撑。

顾桥1311(1)工作面系统大巷高应力阻隔切顶护巷工艺及工程实践

覆岩平面切顶能起到较好的高应力阻隔效果,鉴于顾桥煤矿1311(1)工作面停采线近区的系统大巷变形较大,确定在工作面停采线前方的联巷内开展爆破切顶作业,阻隔覆岩分层支承压力传载路径,降低被保护系统大巷围岩应力集中程度。结合理论计算、现场实测与数值模拟,将顶板致裂目标层位高度确定为40 m,采用煤矿高性能重型药柱配合注浆封孔工艺,实现了深孔爆破快速装药及高效封孔;空孔导向作用下,平面切顶效果显著,装药孔爆破单边裂缝扩展长度至少在2 m;被保护大巷顶底板与两帮移近量分别控制在110 mm、70 mm内,证明爆破切顶起到了良好的应力阻隔作用。

顶板关键层影响条件下工作面采动应力演化规律研究

针对顾桥煤矿1314(3)工作面上覆存在关键岩层的特征,利用理论分析、数值模拟和现场实测相互验证的方法对采动支承压力的演化规律进行了研究。基于关键层理论,综合考虑采空区上覆“三带”岩层的叠加影响效应,理论分析确定裂隙带对超前支承压力的影响范围较小,主要集中在距离煤壁65m范围左右;弯曲下沉带对超前支承压力的影响范围较大,现场实测工作面顺槽附近超前应力影响范围为工作面前方135~140m,应力峰值为工作面前方18~20m处。实测数据与理论分析、数值模拟比较接近,进一步验证了研究的正确性。

论煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中的应用

随着现代化水平的不断提高,我国煤矿机电设备的数量和规模也在不断扩大,这样在使用的过程中对机电设备的质量就有了更高的要求。但是在最近几年的发展历程中,我国在机电技术管理的过程中还存在很多的不足,该文在进行研究的过程中首先分析了机电技术管理的意义,然后分析在我国煤矿机电技术管理中存在的问题,最后针对这些问题提出几点技术管理在煤矿安全生产中的应用。

淮南矿区立井揭煤段井筒加固技术

淮南矿区浅部资源已开发殆尽,新一轮矿井建设必须向深部和复杂地层延深。针对该矿区深立井井筒揭露煤层多和煤层突出危险性大、透气性差、松散破碎等突出问题,淮南矿业集团在采取一系列煤层瓦斯消突措施的同时,还专门制定了井筒揭煤段地面预注浆加固煤体等综合性加固技术措施,有效地保证了揭煤施工安全。结合工程实际,简要介绍了淮南矿区立井揭煤段井筒各项加固技术措施应用情况。

高地压巷道修复加固技术研究

为解决深部矿井巷道结构不稳固、围岩变形大引起的巷道维护困难问题,以顾桥矿北二11-2盘区煤层回风巷为工程背景,深入研究巷道围岩变形控制机理,根据巷道的受力特点及围岩破坏原因提出合理的巷道修复加固方案,综合采用调动深部围岩参与承载的锚索主动加固技术、提高顶板支护刚度的锚索纵横组合布置技术、恢复巷道围岩完整性的喷注浆加固技术、修复强度一次到位的强化加固技术和分区段优化加固技术,对巷道进行加固修复;利用巷道表面形貌观测、钻孔窥视及变形观测等手段,对巷道修护应用效果进行分析。结果表明,巷道顶板下沉量和两帮移近量得到改善,切实解决了11-2盘区煤层回风巷大变形、围岩结构不稳定问题,对采动应力影响下高地压巷道围岩的变形控制具有重要意义。

煤矿机电设备故障诊断及维修技术

煤炭是我国的主要能源之一,但是在进行煤炭开采和生产的过程中由于生产环境的恶劣而导致生产困难,特别是在最近煤矿生产工作中经常发生事故,带给工人和社会严重的经济损失和不良影响,分析其原因,主要是在煤矿作业过程中机电设备老化陈旧、故障频发。因此有必要对煤矿机电设备制定出管理维护方案,提高设备的安全性能,防范安全事故的发生。该文着重分析了煤矿机电设备的故障类型和原因,并以此提出了对应的故障诊断方法,最后总结出日常设备使用和维护的注意事项。

煤矿瓦斯治理现状及改善对策分析

随着我国市场经济的快速发展,对煤炭的需求量逐渐增加。煤炭作为我国经济发展中的重要能源,其开采作业环境十分危险。瓦斯是煤炭开采过程中面临的重要危险源,也是不可避免的有毒有害物质。瓦斯爆炸是煤矿生产中面临的重要安全问题,所以加强对煤矿的瓦斯治理具有重要的意义。根据煤矿的生产状况不同,瓦斯治理的措施也不相同,文章对于煤矿瓦斯治理的现状进行了分析,然后提出了改善措施,对于提高煤矿生产的安全性具有重要的意义。

淮南矿区11煤顶板砂岩强度参数分布特征研究

为研究矿区深部沉积岩强度参数与埋深的相关关系,本文通过现场采集淮南矿区6个主要矿井11煤同一顶板砂岩试样,获取了埋深在430~900m范围内共计16种不同深度的106组砂岩试样,在此基础上,开展了巴西劈裂试验、单轴压缩试验和三轴压缩试验,分析了不同埋深试样强度参数,并结合三轴压缩试验数据,获取了试样粘聚力及内摩擦角与埋深的相关关系。结果表明,砂岩试样密度、单轴抗压强度及弹性模量随着埋深的增加呈现线性增加趋势,抗拉强度随着埋深的增加呈现非线性增加趋势。且随着赋存深度的增加,砂岩试样粘聚力和内摩擦角也逐渐增大。

深井软岩高应力巷道过超大落差断层破碎带围岩控制技术

针对超大断层带围岩破碎软弱、自承载力低、应力场复杂和动力扰动等不良地质条件,提出了围岩改性+局部强化+主被动联合支护为主体的断层治理新技术,即超前注浆掩护,小循环注浆加固,反底拱局部底板强化等联合支护技术。通过数值模拟对不同支护方案进行比选,获得巷道最优支护参数。数值模拟验结果表明:随着支护强度的提高,锚杆索受力趋于均匀,承压拱范围逐步变大,承载能力增强,喷浆层最大剪力呈减小趋势,最大弯矩先减小后增大;围岩塑性区范围逐渐减小,塑性区分布位置由两帮、底板逐渐演变为两帮,面积减少了约75%。工业性试验结果表明,巷道围岩28 d后趋于稳定,最大顶板下沉量约15 mm,底鼓量约25 mm,帮部移近量约35 mm,围岩稳定性控制较好。

对煤矿企业搞好职工培训工作的思考

煤矿企业由于其工作环境的特殊以及对技能的高要求,需要定期对员工开展培训,以保证员工的专业技术、基础知识达标。但传统的培训方式没有起到良好的效果。随着信息化时代的到来,煤矿企业可以思考如何利用信息技术来提高培训的效率,如本文提出的积极推广网络课堂、引进多媒体电子设备、开发员工培训信息管理系统、推行滚动制课表学习方案等,笔者希望这些建议能够在一定程度上帮助更多的煤矿企业切实提高员工培训的效率。

基于Voronoi块体模型的深部断层破碎带巷道大变形机制研究

通过采用Voronoi算法生成Voronoi块体,并利用UDEC离散元运算软件系统,对深部破碎围岩巷道的变形破坏途径及其非线性大变形机理进行了深入探究,以期获得更准确的结果。研究发现,巷道开挖后围岩会逐渐变形并破坏,破坏区域内应力几乎为0,底部和底板处存在张拉破坏区;局部关键块体的运动会导致巷道出现非线性变形和失稳破坏。基于此,应用分步联合支护方法,控制淮南矿区某矿-848 m西翼胶带机大巷破碎围岩变形。数值模拟和现场监测表明,该方案能够有效控制这一过程。

煤矿深部巷道软弱围岩密集钻孔卸压技术与应用

煤矿深部围岩高应力与低强度之间的矛盾是诱发巷道大变形破坏的主要原因。为探究煤矿深部软弱围岩钻孔卸压技术,分析深部岩体开挖引起的扰动应力场演化分区特征,揭示高应力软岩巷道钻孔卸压机制,研究卸压钻孔群的合理设计方法,提出平行布置、扇形布置和管棚式布置3种卸压钻孔排布方法,并对比分析各方法的优缺点。最后,选择在顾桥煤矿近千米深井软岩巷道进行了应用试验,在卸压试验段选用扇形布孔方式共施工96个卸压钻孔。巷道表面位移监测结果表明:与非卸压区临近相似地质条件巷道相比,卸压试验段围岩两帮变形量降低约35.71%,顶板下沉量降低约33.43%,底鼓量下降约35.84%。与非卸压区测点对比,巷道同侧12 m深度处的应力释放率约为18.5%。研究表明:合理的钻孔卸压方式能有效降低集中应力,利于巷道稳定控制和大变形灾害的防控,可作为深部高应力软弱围岩大变形灾害防控的辅助手段。

深井沿空掘巷煤柱合理宽度确定及支护参数优化

为了解决顾桥煤矿深部巷道小煤柱沿空掘巷的支护难题,根据顾桥煤矿1121(1)综采面回风巷的工程地质条件,采用数值模拟方法对5,8及10m三种不同宽度煤柱条件下的围岩应力分布规律进行了模拟研究。结果表明:在相同的地质及采矿条件下,8m煤柱的应力峰值最小、5m煤柱的应力峰值最大,说明该巷道合理的煤柱宽度应为8m。同时对该巷道锚索网支护进行了设计,巷道支护实践及矿压观测结果表明,1121(1)综采面回风巷采用所确定的合理煤柱宽度及锚索网支护参数,有利于保持煤柱及巷道围岩的稳定。

Kalman滤波在地表移动观测站沉降监测中的应用研究

文章根据Kalman滤波理论,结合矿区开采沉陷监测的需要,建立了对地表移动观测站沉降监测进行动态处理的标准Kalman滤波模型和预测预报模型;利用顾桥矿1117(1)首采面观测站的实测资料,对所建立的滤波模型和预测预报模型进行了检核,结果表明所建模型基本能满足开采沉陷工程治理的要求。