王庄煤矿老空区积水情况分析及动态管理

老空水是矿井发生水害事故的重要诱发因素。以王庄煤矿为工程背景,通过调查分析老空水的分布位置、范围、估算积水量,对老空水的特征进行分析,确定了井田的充水水源、充水通道。在此基础上利用GIS(Geographic Information System,地理信息系统)技术并建立王庄煤矿老空区积水与防治动态管理信息系统,对王庄煤矿安全开采深部3号煤层及15号煤层具有重要的社会和经济意义。

王庄煤矿构造应力扰动下大断面巷道围岩控制技术研究

针对王庄煤矿9105工作面受构造应力影响导致的大断面巷道变形严重问题,采用数值模拟与现场监测相结合的方法,研究了大断面巷道变形特征及其围岩控制技术。分析表明,巷道断面尺寸效应在4.5 m×4.5 m以上时表现更加突出,不利于巷道稳定;随着侧压系数的增加,巷道顶底板及两帮移近量均呈现增加趋势,侧压系数越大,巷道变形增加越剧烈;9105工作面巷道由于宽度较大,导致巷道顶板及两帮变形严重。据此设计了大断面巷道采用“高强度螺纹钢锚杆+预应力锚索+金属网+工字钢棚”联合支护技术。通过工程实践,顶底板移近量降低48.1%,两帮移近量降低55.4%,实现了构造巷道的有效控制。

王庄煤矿矿井水水化学分析及水源识别关键技术

针对王庄煤矿矿井充(突)水水源种类多、临时突水点水源判别存在困难的问题,本文以王庄煤矿142个突水点水样水质分析结果为基础,对各水样的水源做了系统分析,详细划分出影响王庄煤矿安全生产的主要充水水源,即二叠系砂岩裂隙水、太原组薄层灰岩水、奥灰水及采空区(老窑)积水。基于改进后的Fisher水源判别基本原理,设计了王庄煤矿矿井水水源识别系统,实现了临时突水点水源的快速识别。

王庄煤矿大断面回采巷道支护参数优化分析

王庄煤矿7112工作面大断面巷道因支护参数不合理,导致的巷道变形严重。拟采用现场监测、理论分析与数值模拟等方法,优化巷道支护参数;分析表明,大断面巷道围岩以两帮及顶板松动破坏为主,最大破坏深度达1.58 m。大断面巷道支护参数优化后的支护参数为,顶锚杆长度为2.6 m,间排距为0.85 m×0.85 m,顶锚索长度为8.3 m,采用“3-2-3-2”布置方式,间距分别为1.5 m、2.5 m。现场应用表明,上述支护措施能有效控制巷道围岩变形量,其中,顶板下沉量降低了59.2%,底板底鼓量降低了51.6%,煤柱帮移近量降低了59.1%,回采帮移近量降低了61.3%;大断面巷道变形得到了有效控制,可为类似大断面巷道支护提供工程指导与借鉴。

王庄煤矿孤岛工作面区段煤柱合理宽度研究

针对孤岛工作面围岩高应力对煤柱稳定性的影响问题,以王庄煤矿15122孤岛工作面巷道煤柱留设为背景,通过采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,分析了煤柱内应力场的分布特征,并通过计算得到了合理的煤柱留设宽度为19.36 m.运用数值模拟研究发现当煤柱宽度增加到20 m后,继续增加煤柱宽度对于降低煤柱塑性破坏、减小煤柱承压及降低围岩变形量的影响较小。通过现场实测留设20 m巷道煤柱,围岩变形量最大约为500 mm,能够保证工作面安全回采。

王庄煤矿动压巷道顺层钻孔二次注浆提浓技术研究

我国煤矿钻孔整体瓦斯抽采难度大、抽采效果欠佳,瓦斯抽采浓度和抽采率偏低,针对王庄煤矿钻孔成孔后抽采浓度低、纯量小,现行封孔技术又远远没有达到密封隔绝效果,对于多次扰动的本煤层瓦斯抽采钻孔,瓦斯抽采钻孔漏气更加突出的问题。提出了失效漏气钻孔二次注浆新提浓工艺并展开了相关研究,以期研发一套成熟的二次注浆提浓工艺体系,提高钻孔封孔效果,实现瓦斯高效治理。实践结果表明,二次注浆后钻孔提浓效果明显,钻孔提升最大浓度56%,效果明显钻孔的浓度提升量均在45%以上,二次注浆后钻孔密封性得到大幅增强,极大延长了钻孔有效抽采周期。

王庄煤矿综采工作面高效抑尘剂研究及应用

随着煤矿井下采煤机械化水平的提高,王庄煤矿7107工作面产生大量粉尘,已严重超过现有降尘技术的处理能力。对王庄煤矿煤样进行了组分与元素分析,研制了一种新型表面活性剂,确定了表面活性剂的最佳配比及喷雾参数,并现场开展了工业性实验,结合国家煤矿粉尘监测规范,在工作面设置多点采样,测试三种工况下的粉尘质量浓度。结果表明,新型表面活性剂喷雾可使全尘和呼吸性粉尘质量浓度较无喷雾分别降低80%以上和70%以上,优于清水喷雾。研究验证了该项新技术能显著降低井下粉尘的效果,为煤矿安全生产提供了新的技术手段。

王庄煤矿综放工作面快速回撤全断面掩护支护研究

针对王庄煤矿综放工作面回撤期间面临的工序繁琐、劳动强度大、支护材料难以回收重复利用、支护耗材易燃等难题,采用掩护支架代替架设圆木木桩、枕木木垛支护的全断面掩护支护,从数值模拟分析得出木垛和单体支柱的支护强度无法满足待支护区域对平均支护强度的要求,采用全断面掩护支护可以降低顶板下沉量,防止帮部裂隙的扩展贯通和保证煤岩体的完整性,使回撤通道得到很好的控制;将原有撤架工艺优化为绞车牵引全断面掩护撤架工艺,提高了回撤顶板支护机械化程度与作业安全性,缩短了回撤工期、减人提效。

王庄煤矿孔内二次注浆提浓高效抽采技术研究

针对王庄煤矿煤层瓦斯抽采过程中存在抽采瓦斯浓度低、有效抽采周期短等缺陷的现状,由于传统封孔工艺仍存在一定不足,在结合检测巷道瓦斯抽采钻孔漏气位置的基础上进行深入分析,提出了漏气失效钻孔孔内二次注浆提浓技术并研发了工艺装备,并在王庄煤矿3号煤层的91-208运巷进行井下实验。利用该孔内二次提浓技术能够有效地封堵抽采后期钻孔周围的新生裂隙,堵住漏气通道,从而提高钻孔瓦斯抽采浓度,延长钻孔有效抽采周期。

王庄煤矿过断层破碎带巷道围岩控制技术研究

针对王庄煤矿8107工作面运输巷过F317断层时围岩变形破坏严重的问题,通过理论分析明确了引起围岩破坏的原因,并计算得出过断层时巷道的临界破坏范围为2.214 m。针对围岩变形机理,提出了“超前预注浆加固+锚索网联合支护”的围岩控制方案。现场应用效果良好,保证了巷道的安全高效掘进。

大孔径高位钻孔瓦斯抽采技术在王庄煤矿的应用

煤层开采过程中,覆岩受采动影响破断、运移,使得裂隙纵横交错分布形成空间裂隙场,为卸压游离瓦斯富集提供空间。为进一步提高采空区裂隙带瓦斯抽采效果以保障工作面回采期间安全,提出了一种钻场结合顶板大孔径(Ф203 mm)的长钻孔采空区抽采技术。采用理论分析、钻孔探测的研究方法,结合潞安王庄煤矿8105工作面的施工应用情况,对采空区垮落带、裂隙带范围进行了确认,并参考此范围为对大孔径高位定向钻孔进行优化设计。结果表明,大孔径高位定向长钻孔在王庄煤矿的应用中表现出明显的优势,其延伸距离长、抽采能力强,单孔抽采纯量和浓度最高分别达到了6.8 m^(3)/min和34.8%;优化后的钻孔位置设计实现了长距离定向高效瓦斯抽采。

王庄煤矿高应力综放面巷道围岩控制技术

以王庄煤矿2202工作面9106回风顺槽高应力条件切顶卸压后留设窄煤柱为工程背景,基于煤岩体岩石力学实验,通过现场调研、理论分析及数值模拟相结合的研究方法,对深井高应力条件下回采巷道的联合控制技术进行研究。最终确定合理的切顶角度为30°,水力压裂长度为21 m,留设窄煤柱宽度为7.5 m时可以获得较好的留巷效果,实现资源回收和回采巷道掘进速率的最大化;在9105工作面运输顺槽切顶后,进行91062回风顺槽掘巷,采用十字布点法对巷道变形量进行检测,巷道顶底板及两帮的最大变形量分别为231 mm、198 mm,能够满足巷道使用需求。

王庄煤矿复杂网络通风动力协同优化研究

针对多风井回风、复杂结构的通风网络,结合通风网络结构的特点,提出通风网络与多风井通风动力联合调节的优化方案,实现通风动力由老区到新区的转移,缓解北栗通风系统风量紧张等问题,提高矿井有效风量率,实现矿井节能减排,最终实现王庄煤矿通风系统安全可靠、经济合理运行。

王庄煤矿7105综采工作面磁化除尘研究

粉尘作为煤矿生产中的主要危害之一,而综采工作面一直是煤矿粉尘治理的重中之重。文章对王庄煤矿7105综采工作面煤样进行相关基础参数测定,研究结果表明7105工作面煤样具有疏水特性,不易被水分子吸附捕捉。针对这一工作面粉尘疏水特性,基于脉动切割磁化及螺旋扰动的耦合磁化原理,提出了一种适用于煤矿井下狭小空间环境的活性磁化水装置,实现了煤矿井下降尘用磁化水的高效磁化。并对工作面安装磁化装备进行实际测试,回风巷降尘设施管路安装后全尘降尘效率提高了6.57%,呼尘降尘效率提高了16.03%.

王庄煤矿厚煤层掘进巷道围岩变形控制技术

为了解决王庄煤矿厚煤层回采巷道掘进过程中遇到的顶板及煤柱帮变形显著问题,以9106外风巷掘进工作面为研究对象,分析了原支护方案存在的问题及巷道围岩变形破坏特征,提出了掘进支护优化方案,采用FLAC3D软件模拟了原支护方案及支护优化方案的围岩控制效果,最终通过现场试验验证了提出的支护优化方案的合理性。现场监测结果表明:采取掘进支护优化方案后,巷道变形稳定后的顶底板移近量为76 mm,同原支护相比降低了81.5%;两帮移近量为49 mm,同原支护相比降低了89.3%。该技术有效控制了巷道掘成后围岩的变形破坏。

徐州王庄煤矿山西组孢粉植物群及其地层意义

徐州王庄煤矿山西组中、下部产有丰富的孢粉化石 ,保存完好 ,共计 5 5属 132种 (包括 3新种 ) 2个未定型孢子及 1个疑源类未定类型。根据孢粉属种组成及其含量的变化 ,自下而上分为两套组合 :Cyclogranisporites-Gulisporites- L aevigatosporites- Florinites组合 (简称组合 1)和 Calamospora- Gulisporites- Vesiculatisporites- Florinites组合 (简称组合 2 )。根据组合内一些重要分子的地质时限讨论及其与相关组合的对比 ,将组合 1的地质时代归为早二叠世早期 ,组合 2的时代归为早二叠世晚期。文中描述孢子 3新种 ,图示孢子花粉 91种。

潞安矿区王庄煤矿9106水力割缝技术应用

为了增加王庄煤矿9106工作面瓦斯抽采量,提高瓦斯抽采效率,降低瓦斯事故发生率,采用具有聚能作用的水力割缝水刀,同时改进增透工艺,提出适用于王庄煤矿的水力割缝瓦斯抽采增透技术。结果表明,具有聚能效果的水力割缝技术,有效解决了穴间增透空白带较多、抽采效果不佳的问题,提高了抽采效率,促进了矿井安全高效生产。

潞安王庄煤矿综放工作面回采损失的量化分析

从解剖王庄煤矿４３１８综放工作面采空区入手，利用现场实测和计算机ＣＡＤ辅助计算的方法，首次在我国对缓倾斜综放工作面的回采损失进行量化分析，得出了顶煤损失在采空区的三维分布形态和量化分布格局，为制定进一步提高综放工作面回采率的措施提供了科学依据．

无线电波坑道透视仪在王庄煤矿的应用

介绍了无线电波坑道透视仪在王庄煤矿的使用及应用效果 ,对仪器使用中出现的一些问题 。

王庄煤矿炮掘巷道支架防倒装置的研制

通过对炮掘迎头工字钢棚倾斜、倒棚受力和防倒机理的分析 ,结合本矿掘进地质条件 ,研制出一种实用的防倒装置 ,该装置具有结构轻巧、安装方便、防倒效果好等优点。此装置研制使用后 ,提高了掘进工效 ,改善了安全生产作业环境 。