综采面区段煤柱矿压规律与合理宽度研究

为了掌握综采工作面区段煤柱矿压显现规律,确定煤柱合理宽度,实现安全高效高回收率回采,以黄玉川煤矿4#煤层首采面为工程背景,采用数值模拟、理论分析、应力实测法进行了相关研究。结果表明:①区段煤柱进入采空区前,应力增幅缓慢,塑性破坏区域宽度一般在2 m;而进入采空区后,煤柱应力增长极快,应力增幅呈现倍数增长,煤柱破坏深度也达到了8 m。由此说明,煤柱支承压力的增幅主要是由于采空区上覆岩层压力造成的,且决定了对煤柱的破坏性作用。②通过理论分析、数值模拟、实测分析3种方法得到的区段煤柱合理宽度,结果相近,具有一定的设计参考价值。     

基于现场监测与数值模拟的浅层采空区稳定性分析

隐患采空区是目前影响露天开采矿山安全生产的主要危害源之一。随着台阶开采的不断剥离,露天开采境界内各台阶与地下空区群的隔离层厚度越来越薄,随时有可能发生采空区顶板坍塌事故。考虑到露天矿采空区地质赋存条件和围岩稳固性等特征,以弓长岭露天铁矿浅层采空区为工程背景,运用现场监测和数值模拟相结合的手段综合分析了浅层采空区的稳定性。将液体静力水准地表沉降监测系统的监测数据与FLAC数值模拟结果对比,调整蠕变参数使得数值模拟的蠕变速率与现场监测结果一致,而后据此进行未来结果的预测。最终根据地表沉降数据确定的蠕变参数取值为A=1.0×10^-12、m=1.75、n=0.35。研究表明:静力水准测点地表最大沉降位移为-9.8 mm,蠕变计算结果顶板最大垂直位移约20.4 mm,应力最大值约25 MPa,综合分析显示该采空区较稳定。上述研究提供了一种基于采空区现场监测数据的数值模拟蠕变分析方法,可为类似矿山采空区稳定性分析提供借鉴。     

光纤传感技术在煤矿采空区防发火监测系统中的应用研究

基于传统采空区温度监测系统的不足,提出利用光纤传感技术对煤矿采空区温度进行监测,并在淮北矿业集团杨柳矿1071综采面进行现场试验。试验结果表明:光纤分布式温度传感技术具有良好的温度敏感性,可准确监测采空区温度,可如果顶板矸石垮落,对其监测的稳定性具有一定影响,使得温度监测曲线出现波动。因此,在其埋入采空区前应进行物理防护,并保证能与采空区环境进行充分的热交换,以获得理想的监测效果。     

固体废弃物矿山充填多层次封闭技术研究

针对矿山采空区充填固废的封闭问题，通过理论分析、现场调研等方法，对深井固废多层次封闭技术进行了研究，得到以下主要结论：固废深井封存包含固废隔离、长期封闭和固废稳定三方面，确保固废深地质处置达到稳定状态，封存年限为20年以上|建立了固废矿山充填多层次封闭技术体系，包括区域封存、表面封闭、充填体封闭和通道封闭4个层次的封闭结构。对试验矿进行了固废矿山充填多层次封闭技术体系的初步设计，为后期封闭工作的实施提供了理论基础。     

齐大山铁矿南帮含水构造带探测研究

为解决采空区突发涌水给矿山安全生产带来的安全威胁,以齐大山铁矿为研究对象,以高密度电阻率法含水构造带理论模型的正演模拟研究为基础,运用高密度电阻率法对采场南帮含水构造带的异常范围进行了圈定;运用瞬变电磁法进行了二次探测,并对高密度电阻率法所圈定的异常范围进行了验证。研究表明:含水构造带显示为低阻异常特征,在高密度电阻率法探测成果图中显示的两处低阻异常与含水构造带理论模型的正演模拟结果一致;同时,在瞬变电磁法探测成果图中显示的低阻区域均在高密度电阻率法所圈定的低阻异常范围内,二者相互验证,这两处低阻异常均为含水构造带的地球物理异常特征的显示,表明采用高密度电阻率法和瞬变电磁法组合识别技术可实现对隐伏含水构造带的先导性探测。     

复杂水文地质条件下致灾因素的超前探测与研究

收集了近5 a来阳煤集团南岭煤矿的50余份矿井瞬变电磁勘探报告,对该方法在地质构造、陷落柱、采空区等方面勘探的响应进行了分析。结果表明:当煤层未受到构造、陷落柱、采空区等因素破坏,电阻率等值线变化较缓和,逐渐递变;当煤层受到上述因素破坏时,电阻率等值线会发生剧烈变化,视电阻率异常界限明显。断裂构造、采空区以及陷落柱等含水时会使电阻率急剧下降。     

薛虎沟煤矿U型通风工作面采空区漏风模拟

针对薛虎沟煤矿U型通风工作面采空区漏风现象展开研究,采空区流动区域主要分为扩散流动区和微流动区2部分,详细解释了U型通风工作面采空区扩散流动区域和微流动区域的特征及影响因素。同时,借助Surfer 8.0软件中的空间插值法将大量离散型数据进行插值法计算,使得数据在空间上具有相关性,随后进行建模处理,分析得到采空区漏风主要分为上隅角漏风区、下隅角漏风区和支架后漏风区3个区。结果表明,下隅角漏风和支架后漏风对生产影响较小,可以人为控制;上隅角漏风为煤自燃提供了充足的氧气和条件,造成的煤体自燃会严重影响工作面的正常生产。     

矿山测量在煤矿防治水工作中的作用分析

水害一直是制约矿井生产安全的不利因素,近些年来在矿井生产中发生的严重透水事故也表明,矿山测量在防治水工作中具有中要作用。矿井采空区积水、承压水等对煤炭生产具有显著威胁,在生产过程中应重视测量工作,掌握采空区积水位置、范围等参数,承压水压力、隐伏构造发育情况等,从而做到防治水工作有效开展。     

海底金矿破碎岩体巷道治理技术的研究

为解决三山岛金矿西南翼巷道变形大、顶板淋水、隐伏空区等工程问题，采用理论分析、现场试验和数值模拟等手段，基于地质雷达对裂隙空区进行扫描，对海底巷道周边存在空区条件下的巷道支护进行分析，提出喷锚穿一体化支护技术。研究结果表明：结合化学元素分析、地质雷达扫描、钻孔技术可以准确探明裂隙空区具体位置；喷锚穿一体化支护技术使得巷道顶板实际下沉量相比原模拟支护方案减小15.41 mm，两帮变形量减小15.36 mm，巷道围岩稳定性明显得到改善；此外，为保证现场施工达到预期效果，对现场施工技术提出具体技术要求，并进行现场周边位移的实地监测，实现了对巷道变形的有效控制。研究结果可为矿山其他类似区域提供参考。