瓦斯压力对采场支承压力的影响及突出-冲击协同防控

随着煤炭开采深度和强度的增大,部分矿井面临煤与瓦斯突出与冲击地压双重灾害威胁,突出-冲击复合灾害成为值得关注的科学与工程难题,含瓦斯煤体采动支承压分布规律对于揭示该类型灾害机理具有重要意义。通过研究瓦斯压力变化对采动支承压力分布的影响,建立了含瓦斯煤体支承压力计算模型,得到了含瓦斯压力变化的切向应力以及塑性区半径计算公式;基于典型突出-冲击矿井工程地质条件,采用数值模拟得到了瓦斯压力对采场支承压力分布的影响特征。结果表明:随着瓦斯压力减小,巷道周边切向应力增加,而塑性区半径减小,即切向应力峰值距离煤壁更近;采场支承压力峰值与瓦斯压力负相关,峰值距煤壁距离与瓦斯压力呈正相关,均表现为二次曲线关系。现场监测数据表明,随着瓦斯抽采的进行,煤体破裂震动频次上升,当出现瓦斯压力持续下降、而震动频次急剧上升趋势时,冲击危险性较高。基于瓦斯压力变化对冲击危险的影响,建立了海石湾煤矿突出-冲击协同防控技术体系,在瓦斯治理过程,利用瓦斯压力-震动频次预警冲击危险,并优化防冲卸压工程的起始位置与强度,实现突出-冲击协同防控。

基于5G通信技术的煤矿井下供电自动化监控系统设计

文章提出了一种基于5G通信技术的煤矿井下供电自动化监控系统设计方案,旨在解决传统供电监控系统存在的实时性差、故障诊断不及时等问题。该系统通过高效的数据采集、传输、处理以及执行模块,实现对煤矿井下供电设备的实时监测与控制。实验结果表明,该系统在提高供电系统的实时性、可靠性、故障诊断准确率方面取得了显著成效,为确保煤矿的安全生产提供了有力保障。

顶板高位定向钻孔瓦斯(CO_(2))治理技术研究与应用

海石湾煤矿是罕见的煤与瓦斯(CO_(2))突出矿井,为进一步降低工作面回风流和上隅角瓦斯(CO_(2))浓度,设计在62241工作面回风巷施工顶板高位大直径定向钻孔抽采采空区瓦斯(CO_(2)),以孔代巷,解决回采工作面采空区瓦斯(CO_(2))涌出问题;结合“竖三带”理论,对大直径高位定向钻孔最佳布孔范围进行了分析和确定,通过定向钻进技术使钻孔分布在煤层顶板回采断裂带(“O”型圈)内,保障工作面回采过程中的瓦斯抽采通道。顶板高位大直径定向钻孔在平面上的布置距离回风巷10~70 m(控制工作面倾斜长度1/3);高程布置距离煤层顶板16~28 m,有效降低了工作面回采时上隅角和回风流中的瓦斯(CO_(2))浓度。工程应用表明,大直径顶板高位定向钻孔在瓦斯(CO_(2))治理的效果、成本、施工效率等方面均优于传统高位普通拦截钻孔。

特厚煤层上覆煤岩柱下措施巷防冲技术研究

基于海石湾煤矿6224-1工作面地质和开采技术条件,从动静载方面分析了工作面上覆遗留煤岩柱对工作面回采的影响,得出上覆岩柱形成"T"型空间结构导致应力集中;本工作面、上覆岩柱和两侧采空区悬露顶板垮落将产生较高动载,同时区域岩层协同运动也将产生强动载影响。由于特厚煤层邻近分层开采,导致不具备从工作面运输巷向岩柱影响区顶板施工深孔爆破防治的技术条件。根据结构特征,设计在岩柱影响区外保护层下沿走向布置专用措施巷,在专用措施巷内向岩柱影响区施工卸压措施。实践验证,该方法对上覆煤岩柱区冲击地压的防治效果好、顶煤冒放率高、效益显著,可为类似条件工作面冲击地压防治提供参考。

High-resistance controlled yielding supporting technique in deep-well oil shale roadways

In order to avoid the deep-well oil shale roadway being deformed, damaged, or difficult to maintain after excavating and supporting in Haishiwan coal mine, this paper has analyzed the characteristics of the deformed roadway and revealed its failure mechanism by taking comprehensively the methods of field geological investigation, displacement monitoring of surrounding rock, rock properties and hydration properties experiments and field application tests. Based on this work, the high-resistance controlled yielding supporting principle is proposed, which is: to ‘‘resist'' by high pre-tightening force and high stiffness in the early stage, to ‘‘yield'' by making use of the controlled deformation of a yielding tube in the middle stage, and to ‘‘fix'' by applying total-section Gunite in the later stage. A high-resistance controlled yielding supporting technique of ‘‘high pre-tightening force yielding anchor bolt + small-bore pre-tightening force anchor cable + rebar ladder beam + rhombic metal mesh + lagging gunite'' has been established, and industrial on site testing implemented. The practical results show that the high-resistance controlled yielding supporting technique can effectively control the large deformation and long-time rheology of deep-well oil shale roadways and can provide beneficial references for the maintenance of other con-generic roadways.

急倾斜特厚煤层水平分段冲击矿压防治技术研究

为了揭示急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击矿压的致灾原因,以窑街三矿5521-21工作面为对象,针对工作面的地质条件和采掘条件,基于冲击动力来源,分析发现动静载荷叠加效应是5521-21工作面发生冲击矿压的关键。以此提出了通过煤体卸压爆破、底煤卸压爆破、煤体大直径钻孔卸压和顶板深孔预裂爆破等防治措施,通过检验取得了良好的防治效果。

基于复杂地质条件下立井井颈施工安全技术研究

立井井颈施工在复杂地质条件下的安全性关乎工程的成功与否,面对不断变化的地下环境,传统的施工方法和安全措施往往难以满足工程的安全性和效率要求。本研究围绕地质勘察与评估、施工设备与材料选择,以及施工人员培训与安全教育等关键环节展开,通过综合应用地质预测技术、施工方案优化、现场监测与控制技术,以及应急管理与救援预案的制定,建立一个全面、有效的施工安全管理体系,以降低施工风险,提高施工效率,并为立井施工提供参考。

基于光纤通信技术的智能煤矿供电监控系统设计

文章设计了一种基于光纤通信技术的智能煤矿供电监控系统,旨在解决传统煤矿供电监控系统中存在的数据传输不稳定、信息孤岛、自动化程度低等问题。该系统利用光纤通信的高带宽、低衰减以及抗干扰优势,结合先进的智能监控技术,实现对煤矿供电系统的实时监控、智能分析以及远程控制。系统包括数据采集与传输、监控中心、控制与保护以及人机交互等模块,通过仿真实验验证其在实时性、可靠性以及智能化方面的优越性能。实验结果表明,该系统在数据传输延迟、数据处理能力以及故障响应时间等方面表现出色,具有广阔的应用前景,为煤矿安全生产提供了可靠的技术保障。