直墙式防水墙设计方法与实践

直墙式防水墙一般不用掏槽，可节省工程量，为涌水量大的矿井或采区安全开采提供有力保障。该方法与一般防水墙设计方法不同的是：利用材料力学中的剪切强度条件原理，结合井下防水墙的具体要求，导出墙体厚度计算公式，利用公式进行承载能力验证和墙体厚度计算，施工简单安全。     

采空区防水密闭墙稳定性监测与抗水压能力研究

井下采空区储水是西部生态脆弱区保水开采的重要手段之一，防水密闭墙的稳定性关系到采空区储水的安全性。针对采空区防水密闭墙稳定性难以监测、抗水压能力难以预测这一关键问题，以察哈素煤矿井下采空区防水密闭墙为背景，采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法，测试了煤层及顶底板力学性能，获得了煤体及顶底板最小抗压强度；考虑密闭墙结构的受力特点，计算推导了不受采动影响情况下防水密闭墙的最大承压能力；建立了防水密闭墙数值模型，分析了超前采动影响和不同水头高度（6、9、12、15 m）下密闭的受力状态、变形及破坏情况；研发了井下采空区防水密闭墙应力、位移监测系统，并基于理论分析，合理布设监测点，且在现场进行了应用。在此基础上，结合理论分析与数值模拟结果，确定了防水密闭墙的最大安全水头高度和警戒水位线的水头高度。结果表明：超前采动对防水密闭墙损伤有一定的影响，且水压作用加大了密闭墙与煤柱接触面间裂隙滑移范围；采终防水密闭墙承受的最大水头高度为12 m，防水密闭墙的警戒水位线的水头高度为9.6 m；防水密闭墙在墙体与煤柱的接触面以及密闭墙体顶底角位置为结构弱面，易发生破坏，应注意加强密闭墙相嵌与煤岩体位置以及...     

基于ANSYS数值模拟的密闭墙抗爆冲击安全性分析

为促进矿山安全生产及为密闭墙设计提供科学依据,以神华集团的抗冲击密闭墙为对象,通过ANSYS Workbench软件建立了密闭墙计算模型,并设置4条不同的加载曲线对墙体进行冲击,利用瞬态分析得出了墙体在4种不同持续性的爆炸载荷作用下的受力状态。通过分析墙体的受力分布,得出其在一定强度的冲击下的安全性。结果显示在给定的载荷下,该密闭墙的安全防护性能较好,密闭墙容易出现损伤的危险区域主要为内墙背部和掏槽处,可在内墙加入钢筋减少损伤。     

泡沫混凝土防火防爆密闭墙设计及其施工技术

针对现有煤矿井下密闭墙设计及其施工技术难题,利用泡沫混凝土具备的良好的物理力学性能,设计了一种泡沫混凝土防火防爆密闭墙,提出了相应的施工工艺。该密闭墙具有施工速度快,工人劳动强度低,抗压强度可调,柔性强、变形能力大,耐火性能好,抗冲击能力强等优点,有广泛的推广应用价值。     

井下密闭墙快速构筑技术研究与应用

为了解决井下密闭墙构筑工程量大、劳动强度高、后期出现裂隙形成漏风通道、引起采空区浮煤自燃等问题,提出了井下密闭墙快速构筑方法;论证了粉煤灰作为骨料充填构筑密闭墙的可行性;实验测试了密闭墙充填材料配比及固化特性,得出了不同配比情况下充填材料的胶凝时间、流动性、抗压强度等,最终确定适于井下密闭墙快速构筑的最佳材料配比。以云冈煤矿8617工作面作为实例,研究了密闭墙快速构筑装备及工艺过程,并检验了密闭墙质量,达到了预期标准。     

浇筑混凝土墙工艺在七一煤矿的应用

针对传统密闭墙构筑工艺周期长、劳动强度大、密闭效果差等问题,提出了浇筑式构筑密闭墙新工艺,阐述了施工过程及墙体受力情况,该技术应用于现场,现场监测效果良好。     

浅析快速掏槽机在补连塔煤矿的应用

为了改变密闭墙施工过程中人工掏槽的落后工艺,加快掏槽速度和提高效率,采用防爆柴油机作为动力源,设计了一种快速机械化掏槽设备,掏槽机在补连塔煤矿的应用,大大提升了掏槽技术水平,为提升施工效率,提高掏槽质量的安全性,奠定了坚实的基础。     

大坡度斜巷施工水闸墙的实践

水闸墙作为煤矿井下防治水工程的重要设施,施工要求高,难度大,特别是大坡度斜巷中难度更大,针对大坡度斜巷施工水闸墙,并结合实际提出几点施工水闸墙的措施。     

西曲矿18403工作面构筑密闭墙新工艺的实践

为解决西曲矿构筑密闭墙期间工程量多、工期长、工人劳动强度大、机械化程度低、施工安全性差、墙体强度低、密闭效果欠佳等问题,本文以西曲矿18403工作面密闭墙为试验点,通过数据分析、工程实践等方法,引入了采用高水材料充填密闭墙的新工艺,应用到现场后,取得了良好的经济效益,此工艺对西曲矿类似工作面构筑密闭墙具有参考价值。     

井下采空区储水复用防水密闭墙硐室安全评估

根据对井下采空区储水复用防水密闭墙硐室安全影响因素的分析,建立了以墙体自身强度、围岩强度、防水煤柱宽度、采空区水体性质和水压大小作为评估单元的定性和定量相结合的安全评估程序。在分析平板式防水密闭墙承压强度计算不宜采用圆柱形、楔形和倒截锥形防水闸门承压强度计算公式的基础上,构建了平板式防水密闭墙承压强度计算的物理模型和数学模型。根据李家壕煤矿防水密闭墙工程实际参数,定量计算了墙体硐室可承受的安全水头高度和所需的安全防水煤柱宽度,结合定性评估结果,校核李家壕煤矿防水密闭墙硐室安全性能满足井下采空区储水复用的要求。     

矿井巷道挡水墙设计及施工技术

矿井水害有多种,解决水害的方法也不同,在分析矿井水害的来源及安全承受水压的基础上,依据《煤矿井下车场及硐室设计规范》《煤矿防治水设计规范》,采用挡水墙来解决矿井水害。挡水墙的主要作用是堵截过水通道,防止邻近矿井或本矿井的大突水点向本矿井突水,作为解决矿井水害的一种方法,有施工工艺简单、不受场地限制、便于施工的优点,普遍被矿井作为矿井防治水技术手段。探讨了井下挡水墙的设计来源、依据及目的;通过承受水压的能力,选择了合理的挡水墙结构及计算公式,并进行了抗剪验算,提出了挡水墙施工的相关技术要求;通过本次挡水墙设计得出,计算结果满足设计需求,设计的挡水墙能满足堵截邻近矿井老空水或其他水源向本矿井突水的通道,达到了治理矿井水害的目的。     

硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙安全性分析

硫磺沟煤矿矿井涌水量中95%为老空区涌水量,防水密闭墙有效隔离了老空区与井筒的水力联系。为研究硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙的安全性,从防水密闭墙墙体厚度、抗渗性和岩体抗剪强度等方面进行了分析、验证。结果表明:硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙钢筋混凝土墙体厚度、前后加固段及有效岩柱体均满足要求,防水密闭墙安全可靠;煤层及围岩体遇水易软化,力学性质降低,不利于墙体长期稳定;使用的过程中需加强老空区水位、管道锈蚀及煤层绕流等方面的监测预警。     

视频监钻监控技术在冲击地压矿井中的应用

随着矿井开采深度的不断增加,巷道所受应力情况越来越复杂,因此冲击地压问题变得愈加突出,国内外专家学者提出了许多防冲技术措施,并取得了重要的研究成果。卸压钻孔可以释放煤体中聚积的弹性能、降低应力集中程度、减小冲击危险,是冲击地压矿井普遍采用的消冲措施。为了解决卸压钻孔施工存在的诸如花费大量人力、无法保证钻孔施工真实性、不利于作业安全和工程质量管理等问题,运用视频监钻监控技术,对钻孔施工进行全程实时监控,实现钻孔施工信息化、可视化,不仅顺应了减人提效,扭亏增盈煤炭行业大环境,且极大地提高了冲击地压防治现场管理水平,为矿井安全生产打下了坚实基础。     

采空区挡水墙施工技术研究

老空水是煤矿水害类型中最普遍的一类,许多矿井关闭后的老空水对其相邻矿井的安全生产造成很大威胁。以禹州枣园煤业有限公司22071综采工作面受邻近白庙煤矿老空水威胁为例,在白庙煤矿停产关闭后,该矿矿井水位上升,其老空水通过22071综采工作面切眼下部采空区涌入枣园煤业22071工作面,威胁22071综采工作面生产安全。矿井针对白庙矿老空水特点,通过在22071综采工作面切眼以里22071运输巷里段构筑挡水墙,在挡水墙上设置放水孔,安全疏放白庙矿采空区老空水,挡水墙采用“料石+混凝土浇筑＋帷幕注浆”进行施工。实践表明,该施工方案效果良好。     

不同形状巷道断面对深部破碎回采煤巷的影响分析

为了确保煤矿巷道断面的合理设计,以云盖山煤矿一矿实际矿井地质条件为例,采用数值模拟软件,分别对梯形、矩形、直墙半圆拱形断面巷道进行数值模拟研究,研究了巷道周围煤岩体位移、塑性区分布,巷道周围煤岩体最大主应力、最小主应力云图。研究得出:在无支护的情况下,当采用直墙半圆拱形断面时,巷道顶板变形量、左帮变形量最小,因此该煤矿运输巷断面设计为直墙半圆拱形最合理,有利于确保矿井安全生产。     

立井井壁竖向附加力的反演统计分析

立井井壁单位外表面积竖向附加力的数值较难准确确定,相关规范中仅注明了可根据具体条件按试验数据或经验选取。本文基于16个已破裂立井案例,通过破裂断面上的强度关系反演推算得到附加力的有效均值。计算结果表明:同一煤矿中不同立井的附加力值较为接近,不同煤矿的附加力值相差较大。预制混凝土结构与土体的接触不够紧密,故预制井壁的竖向附加力值较小。附加力的大小并不取决于立井的深度,而与地质条件有关。影响竖向附加力大小的因素众多,仅依照地质资料要准确确定某一矿井的竖向附加力取值是非常困难的。分析表明:若新建矿井的地质条件与本文反演计算中的矿井类似或相近,其竖向附加力可选相近矿井的相应值做参考。     

上湾煤矿8.8 m综采工作面煤壁稳定性分析

随着大采高开采技术、综采设备研发制造水平的不断提高,综采工作面开采高度不断突破,向8 m及以上超大采高发展。大采高开采技术实现了采煤工作面高产高效,提高了煤炭回采率,但是随着开采高度的不断增加,煤壁片帮问题愈发凸显,大采高综采工作面煤壁稳定性已严重制约煤矿安全高效生产。针对上湾煤矿8.8 m工作面开采后的煤壁片帮情况,采用煤壁稳定性分析软件及FLAC^3D软件对影响工作面煤壁稳定性因素进行类比分析、理论分析及数值模拟分析,得出该工作面煤壁较为稳定,但仍需在合理选择支架支护强度的前提下,尽量保证液压支架护帮范围达到5 m,以适应8.8 m超大采高工作面的护壁要求。     

煤矿巷道掘锚一体化快速掘进技术研究

为了加快巷道掘进速度,缓解矿井采掘失调的局面,研究了煤矿巷道掘锚一体化快速掘进技术,加工设计了掘锚机施工辅助设备,主要为液压顶篷、煤壁落煤阻挡装置及掘锚机进刀路线,基于掘锚机技术特征,研究了掘锚机施工工艺流程和巷道支护工艺优化流程,并进行了工程效果实践分析。研究得出,煤矿巷道掘锚一体化快速掘进技术提升了临时支护的可靠性,实现了煤巷的快速掘进。     

深部巷道冲击相似试验装置研究

随着煤矿开采深度的不断增加，冲击地压灾害呈现越来越严重的发展态势，给煤矿安全生产和矿工的生命安全造成了极大的威胁。深部巷道开挖相似试验台的设计搭建成为国内外学者研究的难题之一，在测试高空落锤对巷道影响的模拟试验时，由于落锤砸到承压柱后弹起，造成二次冲击而影响实验结果。为了解决该问题，基于巷道冲击地压灾害机理，模拟冲击地压瞬间释放对巷道造成的破坏，设计出一种落锤下落时可以顺利下落、当落锤弹起再次落下时会被托住的试验系统，从而防止巷道冲击试验中落锤的二次撞击，较好地实现了巷道的动态加载。