采空区自由堆积渗透率假设及应用

基于边界层的概念,提出采空区自由堆积渗透率的假设。该假设通过为采空区渗透率的分布设定合理的边界,提供了较为准确的方法来分析和确定采空区的渗透率分布。在采空区漏风流场数值模拟中的应用表明,采用自由堆积渗透率假设确定的渗透率分布更加符合实际情况。     

膏体充填料浆流动堆积规律探索

掌握膏体充填料浆在采空区中的流动堆积特性,在实践过程中可以为控制充填质量和钻探成本提供依据。以此为出发点,首先引入了膏体充填料浆的堆积形态的描述方法,在此基础之上根据煤矿采空区的特性建立了关于空洞型采空区的充填计算方法,最后结合实例验证了该理论计算方法的可靠性。     

CMS实测地下矿采空区建模及稳定性分析研究*

传统的采空区稳定性分析建立的数值分析模型,对空区的形状进行过多的简化,使得建立的空区模型过于简单,稳定性分析的结果可靠性较差。借助三维激光空区监测系统对地下矿山采空区进行三维扫描,精确的获取激光头到空区边界的距离。将全站仪测量的定位点坐标输入到CMSposprocess处理软件,将生成的数据输入到矿业工程软件3Dmine中建立起空区的实际赋存模型。研究用VC++编写出可以将3Dmine软件输出的块体质心点坐标直接导入有限差分软件FLAC3D中的应用程序,从而建立起空区力学模型,形成从实测模型到力学计算模型的新方法,大大提高了采空区稳定性分析的准确性和可靠性。结合石人沟铁矿空区稳定性分析工程实践,对石人沟铁矿-60 m水平南区空区进行静力计算,分析空区稳定性,获得了良好效果。     

综放采空区瓦斯渗流规律数值模拟研究

根据综放采空区破碎岩体的垮落特征,将其分为自然堆积区、载荷影响区和压实稳定区等3个区域,分析计算了各区的空隙率。在此基础上,结合采空区瓦斯渗流的控制方程,利用CFD软件建立了采空区瓦斯渗流三维非均质数值模型,得到了漏风条件下有无瓦斯抽放措施的采空区瓦斯涌出规律,对防治综放工作面瓦斯超限具有一定的理论价值及实践指导意义。     

不同采空区开挖滑坡灾害与结构体动力响应研究

我国存在大量的采空区导致的滑坡灾害。人为的扰动是导致边坡失稳的主要因素,在采空工程中,采空区的高度是影响其稳定性的一个主要指标。关于采空区导致边坡失稳之后,造成的滑坡与结构体之间的相互作用对于此类灾害的防治有十分重要的意义。本次研究在PFC2D中搭建了二维边坡模型,并且研究了不同采空区高度造成的滑坡灾害与不同距离结构体之间的动力关系。研究结果表明灾害的堆积结果和边坡的角度、结构体的距离存在一定的关系。并且当结构体位于堆积区B内时,冲击力会随着采空区高度的增加而增加,最终稳定在一个最大值处;而当结构体位于堆积区B之外时,冲击力则只是维持在某一个固定值附近波动。该结果对采空区条件下的边坡治理有一定的实际意义。     

露天矿边坡与地下采空区相互作用的数值分析

利用SURPAC建立露天矿边坡和地下采空区相互关系的三维数值模型,然后,通过自编的SURPAC-FLAC3D转换接口,将所建立的三维模型导入FLAC3D进行计算,对比了边坡岩体中存在空区和无空区情况下,岩体的应力和变形特征,得到:(1)有采空区情况下,空区周围出现明显应力集中现象,应力形式主要为压应力;采空区的存在阻隔了应力的传递;(2)采空区使边坡开挖后的水平位移明显增大,而边坡的开挖也使采空区周围的应力场发生了相应的变化,空区周围出现破坏区;(3)采空区对边坡塑性区分布造成一定影响,降低了边坡的稳定性.     

胶带输送机上物料堆积面积设计规范探讨

对输送能力受物料堆积面积影响这一问题的研究表明：三种假定条件下的自由堆积面积计算方法中，弓形计算法和抛物线计算法在常用ρ值内，相对误差值很小，可以近似看成一种算法。而用三角形法计算物料堆积面积和输送能力时，如选用相同的动堆积角，则计算结果要比用其他两种方法计算大得多。欲使输送能力的计算不受堆积面积计算方法不同的影响，则选用不同的计算方法时，选用的动堆积角也应不同。     

矿井采空区积水网络并行电法探测技术

随着煤矿开采深度的增加,采空区积水成为影响煤炭安全生产的重大隐患,其积水区边界的划定是有效防治采空区突水的关键.在建立采空区积水区边界模型基础上,运用网络并行电法探测技术对7130工作面采空区放水前及放水过程进行连续动态监测,获取含水异常体与渗流场、地电场之间的响应特征,以此建立积水区边界与视电阻率之间变化关系,可圈定矿井采空区积水范围.结果表明:有效富水系数为0.122 6的积水区边界与网络并行电法探测技术测量得到的电阻率参数所划定的积水区边界具有很好的一致性,且可在动态监测中形成不同时段的电阻率剖面.     

近距离煤层群下开采首采工作面采空区“三带”研究

以上榆泉煤矿近距离煤层群下首采的I031001工作面为背景,对其采空区"三带"分布规律进行研究。结果表明:在工作面开采后,根据采空区内压力分布情况,将采空区冒落带划分为自然堆积区、破碎堆积区和重新压实区,这"三区"与采空区自燃"三带"存在基本对应关系。根据采空区"三带"测试结果,得出工作面最小安全推采速度为0.5 m/d。在工作面回采过程中,可采用注浆防灭火、注氮防灭火、堵漏防灭火和喷洒阻化剂等防灭火技术措施,减少向采空区的漏风量,降低采空区遗煤周围氧气浓度,进而保证工作面安全回采。     

浅埋深首采工作面采空区“三带”分布规律

以青龙寺煤矿首采工作面5-20101工作面为背景,采用理论研究、数值模拟和现场实测对其采空区"三带"分布规律进行了研究。研究结果表明:在工作面开采后,根据采空区内压力分布情况,将采空区垮落带划分为自然堆积区、破碎堆积区和重新压实区,这三区与采空区自燃"三带"存在基本对应关系;工作面回风侧氧浓度出现较大波动,但总体呈下降趋势,主要是由于受工作面采动影响,出现大量采动裂隙,这些裂隙与地表联通,造成工作面采空区漏风,受地表大气压影响,采空区内氧浓度发生变化。