煤矿采空区地震波场的数值模拟研究

为了更好地对煤矿采空区进行预测,采用Tesseral-2D正演模拟软件及煤矿井下三维地震波数值模拟软件进行了采空区探测分析,根据软件自身的特性,对煤矿采空区进行了自激自收和单炮的正演模拟。研究得出:当地震波遇到采空区时,波形会出现折曲和不光滑,在采空区的正下方会遇到类似串珠状的波形;当采空区之间的距离小于10 m时,采空区之间的串珠状的波形会相互干扰,致使波形模糊不清楚;由于煤层中巷道的存在,使得煤层底板的反射很弱的波形,具体特征为经采空区顶板反射后的波组较弱,而且相邻巷道的地震剖面则表现为底板反射中断,研究对于真实的采空区地震资料的解释和处理具有重要的意义。     

地巷联合瞬变电磁法探测采空区积水水槽试验

为了论证地巷联合瞬变电磁法探测煤矿井下采空区积水的有效性,用水和薄铜板分别模拟均匀半空间和采空区积水,研究水平分量的异常响应。结果显示,X、Y分量对采空区反映明显,其中,X分量过零点与Y分量极值点均对应采空区中心位置。X、Y分量曲线组合形态与采空区空间方位密切相关。模拟结果证明,地巷联合瞬变电磁法能准确发现采空区积水,并有望确定其空间方位。     

矿山地下采空区稳定性二级模糊综合评价

针对采空区失稳坍塌的复杂性与不确定性,确定影响采空区稳定性的17个主要因素并确定各个因素所占的权重,建立并应用二级模糊综合评价模型对采空区稳定性进行定量分析。研究结果表明:应用模糊数学理论建立的二级模糊综合评价模型能够较准确地反映采空区稳定性程度,与实际情况较符合,为矿山地下采空区的稳定性程度评价提供了一种可行的思路和方法。     

一侧采空(煤柱)弹性基础边界基本顶薄板初次破断

建立长壁工作面,一侧采空(煤柱)、三边弹性基础边界基本顶薄板结构力学模型,运用有限差分法计算并研究了基本顶主弯矩分布特征及破断规律。得到:基本顶的起始破断位置为长边偏煤柱侧深入煤壁上表面(基本顶的弹性模量E、厚度h较小,弹性基础系数k较大时)或中部偏煤柱侧下表面(E,h较大,k较小时);煤柱的宽度Lm及支撑系数k_m变化时基本顶长边区,实体煤侧短边区以及中部区的主弯矩极值几乎不改变,但是煤柱区基本顶主弯矩极值变化显著、即显著影响煤柱侧基本顶的破断形式及基本顶整体的破断形态;由于考虑煤柱支撑的作用,当h,E较小,L_m,k_m较大时,基本顶深入煤柱区的上表面会发生破断,此种条件下基本顶的破断顺序为:长边深入煤壁上表面→中部下表面或实体煤侧短边深入煤壁上表面→煤柱区上表面,最终破断形态为非对称"O-X"型;h,E较大,L_m,k_m较小时煤柱区基本顶的上表面不破断,此种条件下基本顶的破断顺序为:中部下表面→长边深入煤壁上表面→实体煤侧短边深入煤壁上表面,最终破断形态为"U-X"型。     

大倾角沿空掘巷安全隐患分析及对策

介绍了葛泉矿大倾角沿空掘巷情况,对大倾角沿空掘巷施工过程中存在的控制上帮、疏放老空积水问题进行了分析,制定了切实可行的安全技术措施,并针对施工过程中出现的问题提出了解决方案,保证了施工的安全。     

往复式开采技术的应用实践

介绍了往复式开采技术的特点,往复式开采技术在康城矿的应用情况以及取得的技术效果.通过往复式开采技术在康城矿的成功应用,验证了往复式开采技术可以应用于无煤柱开采领域,实现采煤工作面连续开采,大幅度提高煤炭资源的采出率.往复式开采技术对提高煤矿资源的回收率和技术经济效益具有重要意义,并且具有较高的推广应用价值.     

长壁开采上覆岩层损伤范围及上行开采的层间距分析

针对长壁采空区上方岩层损伤影响范围及其遗弃煤层开采问题,用简化的平面力学模型,解析分析了煤层采出后长壁采空区上方岩层的损伤影响范围,并根据垂直方向上岩层的损伤影响程度按从大到小的顺序将采空区覆岩分为破损垮落带、损伤扰动带和无损变形带,获得了长壁采空区上方遗弃煤层上行开采的安全层间距计算公式.针对山西焦煤集团有限责任公司西山煤电集团公司白家庄煤矿8号煤层长壁采空区上方遗弃的6号煤层上行开采计算了其安全层间距.     

三软煤层复采沿空巷道底鼓机理及支护技术

为解决新庄煤矿三软煤层复采煤柱时沿空巷道底鼓问题,对现工字钢梯形棚式支护下的巷道顶底板移动变形及支架受力情况进行了观测.根据巷道变形实际情况,分析了该沿空巷道围岩应力分布特点、底鼓类型、影响因素,预测了底鼓量及构成,以此对底板加固采取了锚网支护技术,现场应用试验表明该巷道支护技术取得较好的效果.     

地面钻孔抽采采空区瓦斯效率影响因素

通过对比研究淮南矿业集团各矿区试验钻孔抽采数据,在明确地面钻孔抽采瓦斯机理的基础上,运用理论分析及数值模拟的手段,分析总结了地面钻孔抽采采空区瓦斯效率的影响因素,并针对具体影响因素提出了提高钻孔抽采效率的相关建议.研究结果表明：地面钻孔抽采效率影响因素可以分为自然客观因素和钻孔施工参数两大类.加强采空区漏风控制,把地面钻孔布置在靠近回风巷一侧,抽采负压控制在40~60 kPa之间,钻孔间距保持在200~300 m,管道内气体流速在10 m3/s左右有利于提高钻孔抽放效率.     

采空区顶板大面积垮落的空气冲击灾害研究

基于近年来采场顶板大面积垮落所形成空气冲击灾害的频发性与严重性,在总结以往研究结果的基础上,用矿压理论与流体力学理论的分析方法,论证了长壁采场空气冲击灾害发生的客观条件、灾害模式、研究的重点内容、解决问题的途径以及最新研究进展.主要结论有:采场空气冲击灾害的发生条件与灾害模式是存在差异的;顶板垮落的空气冲击灾害过程存在共性,均需考察冲击时间、灾害程度以及防灾工程设计与防治等;应用非稳态可压缩流体的理论研究该问题.