煤矿采空区下回采巷道支护技术研究

煤矿上下煤层间距过小容易增大下煤层支护作业难度,需要矿企结合实际环境升级回采巷道支护方案。A煤矿5~#煤层与上层4~#煤层的间距较小,且在采空区影响下,顶板易破碎,安全隐患高。为此,结合5~#煤层回采巷道支护现状进行数值模拟分析,研究采空区下的回采巷道支护参数。最后,验证了回采巷道支护方案有着良好的支护效果,可以应对5~#煤层顶板起伏大、强度低等挑战。

响水煤矿山体地质灾害实时在线监测技术

为掌握响水煤矿山体地质灾害的实时状态及变化情况,对滑坡体全要素数据进行实时监测,提出了一套基于MEMS三轴加速度传感器和MEMS陀螺仪的山体地质灾害监测技术,介绍了关键技术原理,分析了监测误差的关键参数并建立误差修正模型,制定了标定试验步骤,在工程案例中对结果进行了验证。工程应用试验结果表明,经过温度误差改正,该系统测量精度可达0.2 mm,分辨率和灵敏性优于0.1 mm,长期稳定性可达0.2 mm,可准确判断山体地质灾害的隐伏滑面为地面下13.0 m处,计算该隐伏滑坡体的方量和下滑力,满足山体地质灾害全要素长期实时监测和预测预警的需要。

基于RS与GIS技术的喀斯特煤矿区生态环境质量评价:以盘州市为例

针对喀斯特煤矿区特殊的地质环境特点,综合考虑影响生态环境质量的因素,选取与煤矿开采活动关联的指标因子,建立喀斯特煤矿区生态环境质量综合评价指标体系。通过对评价指标的分级处理,利用RS与GIS技术对指标因子进行单一评价分析,并在ArcGIS栅格数据空间叠加分析计算的支持下,采用综合指数法和层次分析法对盘州市生态环境质量进行综合评价,从而得到盘州市喀斯特煤矿区的生态环境质量等级。评价结果显示,盘州市生态环境质量大部分较好,优良等级占比达75.03%,但部分区域山高坡陡、植被覆盖度低及煤矿开采区相对应的生态环境情况较差;在生态环境保护及经济发展的规划中应以生态环境质量较差的区域为主,加强矿山土地复垦、植树造林等一系列生态恢复措施。在综合评价时引入生态环境质量网格化评价方法,通过一定范围内生态环境质量等级面积及权重的定量计算,为区域生态环境质量评价提供参考。

深部极近距离煤层群开采底抽巷层位布置研究

以平煤八矿深部极近距离煤层群为工程背景,对深部极近距离煤层群开采条件下底抽巷的合理布置层位展开了研究;采用FLAC^(3D)数值模型,模拟了底抽巷顶板与己_(16-17)煤层不同净岩距离下煤层的塑性区、应力场和位移场演化规律。结果表明:当净岩距离为3、5 m时底抽巷上方煤层受到采动影响可以分为卸压区、应力集中区和原岩应力区;净岩距离为8~15 m时,上方煤层受到采动影响可以分为卸压区和原岩应力区;底抽巷的最优布置层位为保留净岩距离8~10 m;底抽巷掘进后,位于其正上方的位置卸压效果最好,该区域煤体充分变形,瓦斯治理较为容易,有利于后期煤巷的支护与维护,是布置煤巷的最佳位置;现场监测有效验证了底抽巷在该净岩距离下治理深部极近距离煤层群工作面瓦斯突出危险性的可靠性。

贵州织金地区八步向斜煤层气储层特征及有利勘探层段研究

为研究织金地区八步向斜煤层气勘探开发特点,基于钻探及实验测试资料,分析了煤层气储层特征,优选了有利勘探层段。结果表明:研究区地层厚度较大,发育多套煤层,热变质程度高,具有较强的生烃能力;煤层含气性好,理论含气饱和度较高,显示出良好的开采潜力;煤储层较致密,煤层割理较发育,有利于煤层气运移与渗流;多套可采煤层顶底板为致密岩石,有利于煤层气保存;采用综合因素分析法,认为16#煤层为勘探的优质层段。

矸石山煤泥回收再利用工艺流程研究

为解决火烧铺矿煤矸石山多年堆积煤泥,缓解矸石山堆放压力问题,采用浮选技术对矸石山尾矿库煤泥进行深度分选。分析煤泥性质,通过分级磨矿,采用一粗三精三扫的工艺流程,将矸石山现有煤泥深度分选,充分回收再利用,分选出含灰分10%的精煤40%和含灰分85%的尾矿60%,解决了多年堆积煤泥,提高了煤矿企业经济效益,减轻了环境污染。

贵州省煤矿智能化建设现状分析及对策

随着科学技术的不断发展,传统能源煤矿的开采也逐步向信息化智能化开采方向发展,在喀斯特岩溶高度发育的贵州地区开展智能化煤矿开采工作,面临诸多挑战和困难,因此,针对贵州煤矿开采现状,从地质条件、人才队伍建设、系统集成及科研投入等方面进行分析,探讨贵州省煤矿智能化建设过程中存在的问题,提出了煤与瓦斯突出智能预测预警、智能化标准体系构建、复合型人才培养、加大科技研发投入、建立煤矿大数据平台等应对措施,旨在为贵州省煤矿产业信息化、智能化发展提供有效参考。

缓倾斜煤层留煤柱切顶沿空掘巷技术数值模拟研究

为了解决缓倾斜煤层留小煤柱切顶沿空掘巷技术中因矿山压力显现剧烈而导致巷道围岩变形量大的问题,本文采用有限差分的数值计算方法,探究了留小煤柱沿空掘巷技术的切顶卸压效应,分析了不同煤柱宽度与切顶角度条件下沿空巷道围岩应力场的分布特征,研究表明:缓倾斜煤层条件下,切顶主要改善了煤柱的应力环境,切顶后煤柱的受力环境更加均匀,竖直应力峰值降低;从改善煤柱和沿空巷道围岩应力环境的角度出发,为选取缓倾斜煤层留小煤柱切顶沿空掘巷技术中的煤柱尺寸、切顶角度参数提供了建议;综合考虑技术及经济因素,确定了在文中的工况条件下采用留小煤柱切顶沿空掘巷技术时,煤柱宽度应为5m,切顶角度应为10°。

红林煤矿切顶卸压留巷补强支护技术研究与应用

近年来,为提高矿井资源利用率,避免区段煤柱应力集中对下覆煤层开采产生影响,降低矿井万吨掘进率,给瓦斯治理提供时间保障,沿空留巷技术在煤矿中得到快速的发展。其中,以切顶卸压自成巷技术以现场操作简单、适应性高、材料消耗低等优点在煤矿生产中得到广泛应用。本文针对红林煤矿39114采面的实际地质条件,对切顶卸压自成巷中的补强支护技术进行了研究,同时配合爆破切顶、挡矸支护、临时支护等技术进行了现场应用,留巷后巷道变形在可控范围内,达到了留巷的预期目标、带来了良好的经济效益。

“注浆-抽采-固化”式揭煤技术研究

基于某煤矿17#、18#两煤层具有瓦斯含量高、煤体结构破碎、围岩强度低、易突出等特点,分析现石门揭煤方案施工时存在的瓦斯预抽时间长、围岩变形破坏严重、仍存在突出风险等问题,研究出了适用于该条件下的“注浆—抽采—加固”式揭煤技术,在原单一预抽瓦斯作业中增加了抽前注浆隔离、抽后注浆固化揭煤区域两道工序,解决了某煤矿揭煤周期长、揭煤效率低、揭煤安全性差的问题,形成了一套完备的石门揭煤技术体系。

煤矿输电线路智能化运维系统研究与应用

针对传统煤矿输电线路巡检运维方式落后、隐患排查不及时、工作量大等问题,采用B/S架构及新一代物联网智能终端在线监测与云服务技术,搭建煤矿输电线路智能化运维平台,实现了输电线路分布式故障定位、杆塔倾斜监测、导线测温监测、导线覆冰监测等运维设备的集成应用。通过山脚树矿110 kV平山线智能化运维系统的应用,提升了线路巡检及运维的效率,同时降低了巡检风险,为煤矿输电线路智能化运维提供了可靠的技术参考。

粉煤灰喷浆技术的研究及其应用

大部分粉煤灰当作废弃物露天堆积,占用了大量的土地资源并严重危害自然环境。为了使粉煤灰替代煤矿井下传统喷浆材料中的主要骨料,文章主要研究了三种碱性激发剂(Na2SO4、NaOH、Na2SiO3)在常温化学活化作用下对于粉煤灰喷浆材料的抗压强度、粘结强度的影响。研究发现:碱激发剂在提高粉煤灰喷浆材料的抗压强度、粘结强度具有明显效果。最后,将与碱激发剂作用后的粉煤灰喷浆材料在山脚树矿采一区216回风南石门进行工业性应用试验,验证喷浆材料的各项性能。工业试验结果表明:用新型粉煤灰喷浆材料替代传统喷浆材料,回弹率低至10.27%;粉煤灰现场喷浆样品养护28d后,其抗压强度已经达到26.44MPa;粉煤灰喷浆材料凝结时间3.75h,根据传统喷浆材料对于凝结时间的规定,凝结时间需小于4h,故新型粉煤灰喷浆材料满足现场应用要求,这使得粉煤灰作为喷浆材料主要骨料成为可能。粉煤灰喷浆材料的成功试验为粉煤灰的资源化利用提供新的途径,对于喷浆材料特别是煤矿井下巷道喷浆时材料的优选方面具有重要的指导意义。

煤电一体项目输煤系统煤泥水处理工艺研究与应用

为实现煤矿冲洗水循环利用,提高煤矿冲洗水的复用率,结合工程实例,对煤泥水处理工艺进行研究,并对次重介高效澄清工艺的优点、应用价值等加以分析,以期为相关工作提供参考。

中厚煤层坚硬顶板切顶卸压自成巷切顶效果及应用研究

切顶卸压沿空留巷是提高煤炭采出率和减少巷道万吨掘进率的关键技术,以红林煤矿39114工作面为工程背景,基于理论分析和数值模拟分析了巷道临空侧切顶与未切顶巷道围岩应力、位移的变化规律,揭示了留巷围岩垂直应力与顶板层位、工作面距离之间的相互关系。研究结果表明:超前工作面临空侧帮部切顶后的应力峰值由21.91MPa降至20.43MPa,降低了1.48MPa,且在帮部2m处卸压幅度最大;滞后工作面15m范围内,实体煤帮切顶后应力峰值有所降低,应力集中区域位于实体煤帮4m~6m范围内,且应力峰值降低的幅度与滞后工作面的距离呈正相关;切顶后巷道顶板下沉量普遍减小,最大下沉量由756mm下降至552mm,减小了204mm,在现场进行了工业性试验,巷道留巷后,能满足下区段服务要求,对中厚煤层坚硬顶板切顶卸压自成巷技术推广具有借鉴意义。

破碎煤岩巷道注浆加固材料实验及应用研究

为了解决破碎煤岩巷道支护难题,针对山脚树煤矿226轨道石门存在埋深大、高应力及穿过近距离煤层群特点,通过对226轨道石门进行现场调研及理论分析研究巷道变形破坏特征,拟采用超细水泥-普通水泥为注浆材料对破碎石门巷道进行注浆加固作业。通过对浆液浇筑试件进行单轴压缩、劈裂及压汞室内试验,研究了不同超细水泥成分占比及不同水灰比浆液力学参数特征及孔径分布规律,研究表明:随着超细水泥占比的增加,浆液浇筑试件抗压强度及弹性模量呈现先增大后减小,孔隙度降低,小孔及微孔孔容比上升;根据室内实验数据,确定了最优的注浆材料配比,结合现场围岩地质情况,提出"双层锚网+中空注浆锚索"支护方案。现场监测应用新的注浆支护方案顶底板变形量减少了85%,两帮变形量减小了86%,表明浆液对破碎围岩巷道具有良好的固化效果。

粉煤灰喷浆材料抗压强度的实验研究

基于目前煤炭燃烧废弃物粉煤灰的工业应用问题,提出了用粉煤灰代替砂子作为煤矿巷道壁面喷浆材料的主原料,研究了粉煤灰代替砂子对喷浆材料抗压强度的影响,进行了利用Na_(2)SO_(4)、NaOH、Na_(2)SiO_(3)3种碱性激发剂对粉煤灰喷浆材料进行活性激发的研究。结果表明:粉煤灰完全代替砂子时喷浆材料的抗压强度低于传统喷浆材料,无法满足现场应用需求,但在添加适量的碱性激发剂后能有效解决粉煤灰喷浆材料存在的抗压强度问题,且当Na_(2)SO_(4)添加量为3%时,粉煤灰喷浆材料抗压强度提升效果最好。

含裂隙煤样受载破坏过程视电阻分布特征

为探究煤体破坏过程视电阻率变化规律,建立了煤岩视电阻率加载测试系统,测试了煤样在分级加载破坏过程的视电阻率变化规律,分析了视电阻率与应力之间的对应关系,揭示了煤体损伤破坏视电阻率响应机理。结果表明:煤体内部不同区域视电阻率分布不均匀,视电阻率阻值高低与煤体孔隙分布联系紧密;煤样加载过程中高阻值区域阻值变化与电阻仪测量结果一致,呈现先减后增变化趋势,低阻值区域视电阻率变化较小;煤体内部裂隙在载荷作用下的不规则扩展是煤体电阻率变化的主要原因;高阻值区域为裂隙较多区域,在应力作用下更容易发生裂隙扩展,视电阻率变化明显,最终发生拉伸破坏;低阻值区域为低阻值区域对应裂隙较少区域,在相同载荷作用下裂隙扩展较少,视电阻率变化不明显,最终发生剪切破坏。

薄煤层开采覆岩“三带”可视化探测方法研究

薄煤层资源开采受上覆煤层瓦斯影响严重,采空区覆岩“三带”范围的探测对安全生产具有重要意义。基于此,开展了煤岩加载电阻率测试实验,分析了煤岩受载破坏过程中电阻率变化和分布规律,并根据现场实际进行了覆岩“三带”埋深规律理论分析及数值模拟,然后开展现场测试。应用直流电法进行的工作面电法测试正演“三带”视电阻率分布规律主要结论如下:煤样裂隙的扩展导致电阻率的变化,其电阻率突增点与煤岩破坏点具有良好的对应性;煤岩受载破坏过程中,电阻率等值线图在载荷作用下存在异常区域,且随煤岩受载产生的不均匀变形产生迁移;煤层开采中采空区受到割顶后集体下沉,将会在采空区上部的裂隙区形成较大的割裂区域,这部分割裂区域内部存在着较大的裂隙,并且会扩展到回风巷顶板岩层中,导致岩层中裂隙增加。电法探测结果表明:实践矿井工作面到垮落带水平距离约为20 m左右,断裂带影响阻值变大,其高度为17 m,该结果与理论计算及数值模拟结果一致。

基于关键字驱动的山脚树煤矿输电线路监测平台质量保证

目前煤矿矿区架设的架空高压输电线路巡检和维护主要是依靠人工巡检的方式进行,这种巡检方式费时费力、效率低下,还存在工程量大、巡线周期长、部分高危区域难以到达、巡检结果受人为因素影响大、不容易监督和管理、数据难以及时上报等难点。针对煤矿矿区人工巡检输电线路的痛点和难点,开发了一套智能输电线路监测系统,借助系统实现输电线路在线监控,降低巡检工人工作量的同时能够实时准确的反应输电线路运行情况。本文提出了一种使用关键字驱动保证输电线路预警平台的质量保证方法,通过关键字驱动自动化测试框架,实现了对监测平台的每日自动测试,测试报告自动发送到关系人邮箱,准确反应平台运行情况,提高软件平台质量。

红林煤矿110工法沿空留巷工程试验研究

贵州红林煤矿9#煤层为突出煤层,其形成采面所需巷道工程量较大,掘进成本高,耗时长,易造成采掘接续紧张,而沿空留巷能较好地克服这些问题。由于该矿井受到瓦斯灾害及复杂地质条件的影响,且没有沿空留巷技术施工经验,故需进行针对性地理论分析和现场试验。项目首先评估了现场工程地质条件,并基于行业规范进行了沿空留巷方案的初始参数设计;然后通过现场试验进行了部分参数优化,并依据优化方案实施了200 m长度的留巷工程;最后通过全程采集矿压、变形等数据分析了支护锚索的承载力变化与围岩变形演化等规律。试验表明,优化后的沿空留巷技术参数能够满足红林煤矿安全需求,该成果为类似工程提供参考依据。