矿山应急救援指挥综合通信系统设计

以矿山应急救援指挥通信系统发展趋势为设计需求,结合三级指挥信息传输模型,提出了一种结合有线SHDSL、无线WiFi和卫星通信技术的矿山应急救援指挥综合通信系统设计方案。测试结果表明,该系统传输速率高,通信距离长,满足井下语音、视频、环境监测参数和人员生命体征参数等多种实时数据融合通信的需要。     

矿山应急救援一体化指挥决策信息平台研究

针对国内现有矿山应急指挥系统的信息流正常运转困难问题,为解决信息不对称和信息缺失的集成关键问题,设计了矿山应急救援一体化指挥决策信息平台,详细介绍了平台的总体结构、决策信息服务器和客户端应用软件,着重介绍了平台信息传递方法。现场演练和测试结果表明,该信息平台满足矿山实际功能需求,提高了应急指挥信息传递效率及应急救援指挥体系的信息化水平。     

采空区的二维正演数值模拟

采用Emage-2D软件中的PW2D模块,建立了低阻采空区和高阻采空区的二维正演模型,并分别模拟分析了在采深、工作面斜长变化时的视电阻率变化规律。为采空区的探测提供了理论依据。     

深部三维地应力测量方法的综合对比分析

以逢春煤矿+380 m大巷及其临近区域煤岩体为工程背景,对水压致裂法、声发射法和理论解析法在深部三维地应力测量中的结果进行了综合对比分析。研究表明:3种方法所测得的垂向主应力结果差异较小,其中水压致裂法、理论解析法相比声发射法计算出的值小;水平主应力方面,理论解析法所得出的结果与另两者相比差异较大,而水压致裂法与声发射法相比差异较小,但前者比后者偏大,离散性也较大;三者均能在一定程度上反映出深部三维地应力的变化规律。     

渗水泥化巷道失稳机理与安全控制对策

通过现场调研、实验室试验、数值计算与工业性试验相结合的研究方法,总结了渗水泥化巷道失稳过程及引起其变化的关键因素,分析了天然泥岩矿物组分及其泥化微观过程,模拟了泥化围岩对巷道的破坏结果。结果表明:泥岩各方面性能主要取决于以蒙脱石为主的黏土矿物,并随着黏土矿物尤其蒙脱石水化过程,泥岩微观结构逐步遭到破坏,导致泥岩黏聚力降低,从而出现泥化流变现象,在宏观上引起泥质围岩巷道失稳垮落。最后提出了疏水泄压、强化围岩及构建高强度支护体系的三项安全控制对策,有效解决了泥化巷道失稳问题。     

应用事故树分析矿井通风系统不可靠问题

对矿井通风系统不合理的表现特征进行了分析,制订了事故树编号规则,依据《煤矿安全规程》《煤矿安全监察条例》和《矿山安全法》等有关国家法律法规和标准,采用事故树分析法对"矿井通风系统不可靠"问题进行深入分析和评价,求出其最小径集,根据结构重要度的直观判断准则,得出各个基本事件的结构重要度排序,最大限度地找出影响矿井通风系统稳定性和可靠性的危害因素,从而采取相应措施加强防范和控制。     

不同围压下粗糙裂隙渗流规律试验研究

了解应力耦合条件下裂隙岩体中的流体流动特性对于指导岩土工程设计具有重要意义。为了研究粗糙度和围压对裂隙岩体渗流的影响,首先通过三维形貌扫描仪获得了预制裂隙面的形貌数据;之后在围压为1.0～5.0 MPa的条件下,对不同粗糙度的砂岩裂隙试样开展了不匹配渗流试验。试验研究结果表明：在围压恒定时,不匹配砂岩裂隙中流量均随着压力梯度的增加而增大,而且,福希海默方程可以很好地描述压力梯度和流量之间的非线性关系。围压和压力梯度不变时,岩石裂隙中的流量随粗糙度的增加而减小。进一步研究发现,福希海默方程中的线性系数a和非线性系数b均随着表面粗糙度和围压的增加而增大。表观导水系数并非恒定不变的常数,其数值随着雷诺数的增大而减小,水力开度e_h随着围压的增大而减小。     

基于光纤光栅传感技术的覆岩变形演化规律试验研究

为了研究采场覆岩变形和采动压力变化的规律,文章以榆神矿区杭来湾煤矿的地质条件为背景,在实验室搭建3 000 mm×200 mm×1 150 mm物理相似材料模型进行模拟试验,模型中埋设4个光纤光栅传感器,用于实时监测覆岩关键层移动变形和采动支承压力变化的情况。结果表明,光纤光栅传感器位于工作面前方时,其应变曲线与工作面的支承压力有较好的一一对应线性关系;位于工作面后方时,其应变曲线呈波谷状时,而工作面的支承压力呈波峰状,且随着覆岩高度的增大,出现水平错位的现象。结论表明,光纤Bragg光栅传感监测技术在模型试验覆岩关键层内部应变和采动支承压力监测中具有良好的适用性,可为模型试验提供新的监测方法与手段。     

基于ZGF-100(A)型超高压水力割缝成套装备的煤层卸压增透效果考察试验

为了解决矿井深部区域高瓦斯难抽煤层抽采工作量大、抽采效果差的问题,提出了采用超高压水力割缝技术强化煤层瓦斯抽采。该技术可充分改变煤体结构,增加透气性,改善抽采效果。基于ZGF-100(A)型超高压水力割缝成套装备,以小宝鼎煤矿12393-2工作面作为试验区,开展了顺层钻孔水力割缝抽采效果考察试验。结果表明：在采用合理的水力割缝技术参数下,割缝组相较于普通组瓦斯抽采浓度提高约1.02倍,抽采纯量提高约2.36倍,抽采达标时间缩短约54.2%,抽采效果显著。     

采动影响下暗立井稳定性及支护关键技术研究

为解决采动影响下回风暗立井井壁失稳问题,通过数值模拟对采动影响下的回风暗立井井壁稳定性开展了相关研究工作。结果表明:煤层的采动对井壁稳定性存在一定程度的影响,采用钢板筒支护的井壁能够有效地改善井壁应力集中、抵抗煤层采动带来的井壁变形,能够满足实际生产需求,保证回采期间上下巷道的通风安全。根据数值模拟结果及工程实际条件,选择了合理的反井施工工艺,制定了安全可靠的钢板筒支护施工方案,并总结了相关施工经验。