综放面停采线厚硬顶板爆破切顶护巷技术研究与应用

恒泰煤矿13030综放工作面顶板厚硬砂岩层达23.9 m,普氏系数高达10.8～14.3,末采阶段采区下山巷道围岩受采动影响发生严重变形破坏。为解决上述问题,对超前工作面停采线爆破切顶预裂顶板技术展开了研究。采用理论分析和数值模拟方法确定了最优切顶高度为25.4 m,最优切顶角度为75°;基于现场试验确定了最优爆破钻孔间距为2400 mm,装药结构为分段均匀装药;与未切顶相比,停采线切顶工作面的超前支承应力峰值下降23%,有效改善了下山巷道的应力环境。现场工业试验应用结果表明,巷道变形在工作面停采25 d后趋于稳定,两帮最大移近量为340 mm,顶底板最大移近量为380 mm,经维修及加固后即可为下一工作面服务,围岩控制效果良好。     

智能矿山车联网体系架构与关键技术

矿山车辆作为矿山生产的重要设备,其管理水平直接影响矿山生产、安全、经营管理的各个方面,应用车联网技术提升矿山车辆管理智能化水平是智能矿山建设的重要内容。为避免车联网在矿山车辆管理应用中因概念不清、目标不同、路径不同、体系架构不同、技术应用重点不同造成发展方向分散、重复建设投入、系统融合困难的问题,以智能煤矿为例,提出了矿山车联网的概念,并对其体系架构、关键技术和典型应用进行了分析探讨:首先,在回顾智能矿山和车联网发展的基础上,定义和阐述了矿山车联网的概念;然后参考车联网和矿山物联网体系结构,设计了由感知控制层、网络层、服务支持层和应用层构成的矿山车联网体系架构;综合车联网和智能矿山信息系统关键技术,分析了矿山车辆定位与监控、矿山车辆智能感知和控制、矿山车辆无线通信、矿山车联网协同计算等关键技术;最后从"人、车、环、管"4个方面出发,对矿山车辆及驾乘人员监控、矿山车辆自动驾驶及无人驾驶、基于矿山车辆的矿山安全监测、矿山车辆智能调度等矿山车联网典型应用进行了探讨。研究成果为推动车联网技术在智能矿山车辆管理中深入有序应用奠定了基础,同时丰富了矿山物联网技术内涵,为矿山物联网其他技术分支在智能矿山建设中的应用积累了经验。     

大磨岭煤矿滑动破碎围岩巷道非对称变形特征及控制对策研究

根据神火集团大磨岭煤矿-426m水平西回风大巷的支护现状及滑动构造特殊地质条件,采用现场巷道变形观测及钻孔窥视效果分析总结出巷道围岩非对称变形特征及其影响因素。结果表明,巷道围岩松动圈发育随巷道暴露时间的增加而增大,受层面滑动等影响同断面内松动圈发育呈不对称分布。基于上述研究提出了"长锚杆顶锚索不对称联合支护技术",利用3m长锚杆控制浅部围岩强度,调整锚杆间排距、锚索以及高强底脚锚杆对产生层间滑移变形等关键部位进行加强支护。     

南美热带雨林地区露天金属矿山排土场施工措施及方法

南美洲热带雨林地区有着多雨的气候和复杂的地质条件,在露天金属矿山开采施工过程中,既要保证排土场的稳定性,又要满足当地严格的环保要求,排土场施工在生产过程中已成为整个露天矿山建设的重中之重。以厄瓜多尔米拉多铜矿首期排土场建设及使用为例,分别从排土场的排水、筑坝、排土方式、分层碾压、排土场维护等几个方面,详细阐述了多雨少石条件下露天金属矿山排土场建设的施工措施及方法,这些施工措施和方法在该矿山施工生产过程中已经得到了广泛的应用及推广,对同类型的矿山施工也将起到一定的指导作用。     

突出预测时打钻异常现象原因的解释及其预防途径

针对煤矿现场人员对打钻异常现象发生原因的疑问,作了一些原理上的分析,在此基础上对在工作面进行突出危险预测时的各种打钻异常现象作了解释说明,并提供了一些有效的预防途径及措施,为煤矿现场打钻施工提供一些必要的参考。     

宝雨山煤矿采煤工艺的多手段综合优选方法

改进了煤矿设计中传统选择采煤工艺的方法，将模糊优先比决策、模糊综合评价和人工神经网络方法及理论等共同用于采煤工艺的选择，力图采用多手段综合措施优选出科学的采煤工艺。该方法通过在宝雨山煤矿优选采煤工艺中的应用和检验，证实是一种较科学、有效的综合手段。     

芦岭矿Ⅱ一采区瓦斯涌出影响因素及其特征分析

探讨了芦岭矿Ⅱ一采区瓦斯涌出量与回采强度的关系;研究了瓦斯涌出量与回采煤层厚度的相应变化特征;通过对比分析澄清了相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量之间及其与煤层埋藏深度的关系.     

深部复合顶板巷道变形破坏机理研究

高应力下软弱复合顶板的持续塑性变形破坏,是深矿井巷道支护与维护的难点之一.分析了车集煤矿2405工作面区段运输平巷和区段回风平巷的围岩结构和岩性特征,构建了该类巷道复合顶板的力学模型,导出了该模型的力学变形方程.对巷道顶板变形破坏机理进行了深入分析,认为当巷道顶板岩层所受轴向压力大于岩梁达到屈服时的临界压力0.8倍时,巷道变形(下沉)明显增大,严重时产生冒顶.提出了同类巷道掘进过程中围岩控制的关键措施.     

特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构

综放开采方法是我国特厚煤层矿区实现高产高效的主要技术途径,智能化综放开采是未来综放开采技术发展的重要方向。在分析千万吨级特厚煤层智能化综放开采技术和问题的基础上,围绕安全、高效、智能这一主题,综合考虑特厚煤层顶煤体和上覆岩层的相互作用,以掌握特厚顶煤冒放理论,实现综放工作面放煤智能化,降低含矸率、提高顶煤采出率为主导,提出要解决的关键科学问题和技术构想。针对综放开采存在的煤矸智能识别、智能放煤控制、“采-支-放-运”系统智能协调等主要难题,凝练出特厚煤层智能综放开采大尺度顶煤体破碎与冒放机理,特厚煤层智能化采放协调控制机理与方法,特厚煤层智能综放开采群组放煤过程控制原理三大科学问题。攻克特厚煤层群组协同智能放煤工艺决策技术,特厚煤层顶煤厚度与放煤量实时监测技术,冲击振动和高光谱融合的煤矸识别技术,多模式融合的智能化放煤装备及控制技术,综放工作面“采-支-放-运”系统智能协调控制技术五项关键技术。突破特厚煤层智能化综放开采技术与装备瓶颈,研发煤矸识别装置、开发智能放煤控制系统及软件,解决采放协调、煤矸识别、群组放煤等难题,创建年产1 500万t智能化综放开采示范工程。最终实现特厚煤层智能化综放开采,为我国特厚煤层的安全、高效开发提供可靠的技术支撑。     

综放工作面多放煤口协同放煤方法

针对当前综放工作面存在顶煤采出率低、混矸率高、放煤效率低等问题,提出综放工作面多放煤口协同放煤方法。根据给出的综放工作面多放煤口协同放煤方法的定义,以理论分析和数值模拟为手段,研究了多放煤口放煤条件下,起始放煤、中间放煤和末端放煤3个阶段的放煤方法和煤岩分界面特征,提出"多放煤口同时开启逆次关闭"的起始放煤方法。根据放煤口放煤的影响范围,以及顶煤冒落过程中的速度方程和顶煤颗粒移动方程,建立了多放煤口起始放煤方式的算法模型,理论上推导出起始放煤过程中放煤间隔时间差的计算方法,为起始放煤方法的应用提供了方法。通过分析综放工作面的特点,得出综放工作面顶板稳定性、瓦斯浓度、后部刮板输送机运输能力、粉尘浓度、工作面采放协调等是影响和限制放煤口数量的主要因素。以同忻煤矿8202综放工作面煤层条件为例,建立沿工作面方向的数值模拟模型,模拟并对比不同的单放煤口放煤方式和不同放煤口数量的多放煤口放煤的放煤规律、顶煤采出率和放煤效率,得出在多放煤口放煤条件下,放煤过程中的煤岩分界面相对平滑,顶煤采出率随同时打开的放煤口数量增加而增大。多放煤口放煤效率是单放煤口放煤效率的4～8倍,多放煤口放煤的顶煤采出率比单放煤口高5%左右。