深部采动响应与灾害防控研究进展

掌握深部采动响应机制与灾害防控技术对于保障煤炭资源安全高效开采具有重要的现实意义。针对深部开采面临高地应力、高地温、高岩溶水压和强开采扰动的复杂环境,探讨了深部采动煤岩体响应特征。阐述了煤炭开采多物理化学场时空动态演化规律和多资源全生命周期动态叠加多相多场耦合致灾机理。最后,基于上述采动响应特征和多场耦合规律及致灾机理,从透明矿山及地质保障关键技术、灾害风险判识与监控预警关键技术和典型动力灾害防控关键技术3个方面讨论了深部采动灾害防控方法。未来应继续加大对深部开采基础研究支持力度,大力支持自主创新重大仪器及科学装置研究,重点开展深部煤炭开采应用基础理论和关键技术研究,依靠科技创新突破制约我国深部煤炭开采的理论与技术瓶颈。加强深部采动多物理化学场耦合灾变机理分析,实现深地资源地质精准勘探和三维地质可视化,建立深部采动灾害风险判识及合理性评价模型,以及开展多参量灾害预警与防控技术和装备研究,实现对灾害的有效预警和精准防控,综合形成深部煤矿灾害防控理论与技术标准体系。同时,在充分认清深部各种灾害特征、治理能力极限和技术经济可行性的基础上,科学确定开采下限。最终有效解决深部煤炭开采面临的科学问...     

赵各庄煤矿深部煤层开采采动系数的探讨

目前,唐山地区的煤层开采深度几乎都大于600 m,均属于深部煤层开采。按现有工作面布置方式,在倾斜方向上均为非充分采动。在此条件下,进行地表移动与变形值预计时,涉及用到采动系数。为此,文中利用唐山开滦赵各庄矿业有限公司地表岩移观测站的实际观测资料,计算和探讨该区域地质采矿条件下深部煤层开采的采动系数及其规律。为今后地表移动与变形值预计提供参考。     

基于综合主成分分析法的深部煤层底板采动损伤指数的主控指标

深部煤层底板采动损伤指数取决于采场底板的应力场、底板岩体的节理分布和应用的采煤方法。建立了深部煤层采动损伤指数控制指标体系,分析了各控制指标在损伤过程中的耦合作用。在此基础上,分析并建立综合主成分模型并筛选出深部煤层采动损伤指数的13个主控指标。结果表明:应用综合主成分分析能将定性问题转化为定量问题,可以比较客观、准确地对类似复杂非线性问题进行分析。     

深部采动巷道顶板稳定性分析与控制

深部采动巷道冒顶事故是当前煤炭资源开采中面临的重大难题。基于深部采动巷道围岩应力环境,分析了双向非等压条件下巷道围岩塑性区形成的力学机制及其形态特征,并对顶板稳定性影响因素进行了探讨。结果表明:1深部采动巷道围岩双向压力比值λ(0λ1)较小时,围岩塑性区形态不再是圆形和类椭圆形,而呈现出蝶形分布的特征,当碟叶位于巷道顶板上方时,容易发生冒顶;2采动应力方向决定围岩最大破坏深度的位置,并控制潜在冒落区的范围,当围岩最大破坏深度与潜在冒落高度相同时,顶板稳定性最差。要保持顶板围岩稳定,支护体必须要有足够的长度和延伸性能,据此,提出了可接长锚杆支护技术,现场试验结果表明,可接长锚杆较好地适应了顶板围岩的剧烈下沉,取得了良好的支护效果。     

采动区建筑物损害综合评价技术研究

采动区建筑物破坏一直是大量学者研究的重点,然而建筑的破坏往往不是单一原因造成的,而是多种因素协同作用下的结果,这给采动区建筑损害预计评价带来困难,所以亟待开展研究。本文以采动区受损建筑物为研究对象,首先对造成采动区建筑物受损的主要因素进行分析,建立采动区建筑物受损风险的评价指标体系,在此基础上建立采动区建筑物损害综合评价模型,可为采动区建筑物损害前期的预防保护与后期的鉴定赔偿工作提供一定的参考。     

深部开采底板采动破坏深度演化规律研究

针对深部开采工作面底板采动破坏带深度实测困难、已知实测数据极少的难题,采用数值模拟与井下钻孔注水试验相结合的方法,分别对林西矿深部工作面底板岩层完整区域、破碎区域底板采动破坏演化规律及深度进行了研究。注水试验实测结果表明：底板岩层完整区域采动破坏带深度为23.58 m,破碎区域采动破坏带深度为37.45 m。数值模拟结果表明：随工作面开采推进,岩层完整的底板采动破坏深度发育将经历“增长-稳定”的过程;岩层破碎的底板采动破坏深度发育将经历“增长-稳定-突增-稳定”的过程;底板赋存小构造(或裂隙)“活化”,并与底板采动裂隙联通,是导致岩层破碎的底板采动破坏深度加大的根本原因。     

采动裂隙带最佳抽采层位精细探测技术

高位裂隙抽放是治理矿井工作面上隅角、回风瓦斯超限最直接和最有效的办法。针对采动裂隙带定位不准的问题,制定了最佳抽采层位的探测装置、工艺流程和探测方案,由现场稳定采动裂隙带和动态采动裂隙带试验结果,验证了方法的可靠性。     

采场上覆采动巷道变形特性分析

文章对平顶山戌组采场上覆丁组采准巷道伴随着戊组采场回采而产生的变形破坏进行了观测和统计分析，指出采场上覆采动巷道的变形特性，并提出了一些对其支护与加固有益的意见。     

蚕庄金矿深部采场稳定性数值模拟研究

随着开采深度越来越大,蚕庄金矿上庄矿区深部地压显现现象日趋严重,开采过程中顶板及两帮岩石垮落失稳现象频繁发生,甚至出现岩爆现象,严重制约矿山生产。为了保证安全生产,利用数值模拟技术,以深部7336及7337两个大跨度相邻采场为例,对开采过程中的稳定性进行模拟分析。通过研究发现,在单层开采过程中,两个采场的顶板中部区域为应力及塑性区集中区域,要注意支护;在多分层开采中,下盘断层带附近应力集中现象明显,为重点关注区域。     

深井卸荷开采技术研究

针对深井开采的技术难题,结合凡口铅锌矿的具体条件,对4种卸荷开采方式进行了分析比较,确定了两端立槽卸荷方案。在此基础上,深入分析了卸荷立槽规模和整体开采顺序对卸荷效果的影响,提出了经济合理的卸荷方案和整体推进的开采顺序。     

红透山铜矿深部采场回采顺序的数值模拟及优化

针对红透山铜矿处于高应力环境下的深部采场,为确保回采过程中的采场稳定性,通过数值模拟探讨合理的回采顺序。基于矿山实际生产条件,提出6种回采方案,并采用FLAC3D进行数值模拟计算,分析不同方案回采过程中的应力、位移分布特征。计算结果表明：方案六所处的应力环境最为有利,安全性最高,矿柱明显起到了缓解顶板应力集中的作用,顶板、帮壁处是应力最为集中区域;方案二在回采过程中竖向位移最小,但在最终状态各方案位移较为接近。综合考虑,方案六为最优回采顺序。     

基于CAD技术的液压综合实验系统的设计

组合机床动力滑台液压系统是一个典型的液压教学示例,结合机械、液压、电气和CAD相关知识,简述了能模拟动力滑台工作循环液压综合实验台的设计过程,打破了传统设计方法,为液压综合实验装置设计和开发提供了新的参考依据。     

地下铀矿开采方法的数值模拟技术研究

以南方某铀矿床的开采为研究对象,对可选用的留矿法、房柱法和分段空场法进行了初步分析筛选。在初步研究的基础上,对更适用的房柱法和分段空场法进行数值模拟计算研究,优化采场结构参数。综合分析和比较二者的安全性、开采效率和经济技术指标,最终确定分段空场法是该采场的最优采矿方法。     

大倾角工作面综采技术初探

介绍了许疃煤矿7113工作面局部大倾角地段的综采工艺及技术措施。     

太平矿区深部矿体开采的研究

分析了铁矿市场、矿山生产经营现状和太平矿区深部资源情况，指出了接替工程——太平深部矿体开采的重要性和紧迫性，研究了开采的可行性，提出了开采方法和措施。     

基于Agent的金属矿地下开采工艺动态仿真系统

为了改善金属地下矿生产计划手段，便于多方案对比、优化开采工艺过程和预演地下矿开采运行状态，运用面向对象的设计思想，给出了金属矿地下开采工艺的逻辑表征方法，提出了金属矿地下开采流程及环节仿真系统的调度与执行技术，建立了以效率最大化为目标的开采任务调度算法模型和基于Agent的采矿工艺过程仿真模型，包括状态表征、流程控制、实体活动及相互协作等方面。最后基于Eclipse开发环境，运用Java语言及Jade、 JFreeChart、JGraph等工具，开发了金属矿地下开采工艺仿真调度与执行模型的系统原型，为深入研究金属矿地下开采工艺流程及环节的整体仿真奠定了基础。     

夏甸金矿深部矿体预切顶灾害隔离开采技术研究

针对夏甸金矿由于深部倾斜厚矿体上盘存在断层泥,导致现阶段使用的无底柱分段崩落法出现损失贫化率高和地表保护难等主要问题,结合矿山开采技术条件及矿山现状,提出预切顶灾害隔离开采试验方案。在采场中先回采上盘三角矿体,之后高浓度高灰砂比分级尾砂胶结充填采空区,隔离上盘稳定性差的断层泥灾害体。在矿块中先采矿柱,采用高强度胶结充填;后采矿房,采用低强度或水砂充填。试验结果表明：该方案能较好控制地压,降低损失贫化,提高生产能力,实现深部矿体安全、高效、经济开采目标。     

深海钴结壳螺旋采集式实验采矿头虚拟样机分析

利用虚拟样机技术 ,建立了一个三维实体造型、动力学建模、控制与可视化仿真于一体的深海钴结壳螺旋采集式采矿头的仿真模型 ,并通过试验验证了该模型的正确性 ,从而为采矿火的结构参数和运动学、动力学参数的优化提供了设计依据和验证场所     

露天矿精细化开采信息采集与处理系统设计

基于精细生产的基本原理,提出了露天矿精细化开采技术体系。利用虚拟仪器技术、数据库技术,建立一个集安全生产工艺信息、隐患信号监测数据及预警决策指挥模块于一体的露天矿精细化开采信息采集与处理系统。该系统由传感器、信号硬件调理设备、数据采集卡与计算机等组成,软件平台的设计采用LabVIEW虚拟仪器软件。本系统采集项目可扩充,能够对露天开采信息进行实时采集与传输,进而实现露天矿开采工艺环节的实时监控、数据共享和安全状况的实时监测。研究成果有望改变传统露天矿山粗放式的开采模式,进一步丰富露天矿精细化开采技术体系。