二次采动影响下区段煤柱破坏机制及围岩控制技术

针对二次采动影响下区段煤柱破坏严重巷道难以控制的难题,以小纪汗煤矿11215工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟方法,分析了该工作面面临的二次采动下覆岩空间结构经历"O"形变化为"厂"形的接替过程,揭示了二次采动影响下巷道围岩的破坏机制,提出了差异化巷道围岩支护技术,并采用现场监测方法验证措施的可靠性。研究结果表明:①采动影响下煤柱变形破坏的控制是确保巷道断面快速掘进和安全回采的重要保障;②应力叠加与高强度开采的耦合作用、巷道断面与支护参数匹配不合理及回采推进速度的不协调是导致煤柱失稳的主要因素;③采用长锚索、高预应力锚索+钢带联合差异化控制,有效控制了11213工作面剩余段围岩的强烈变形,基本满足了巷道的使用要求。但由于采动应力的影响,回采过程中回采帮侧顶板下沉0.3 m,煤柱帮侧顶板下沉0.15 m,顶板最大下沉量约0.42 m,但采取措施巷道围岩完整性较好,不会影响运输及工作面回采,该技术也为类似工作面安全开采提供了有益参考。     

本煤层分段水力造穴钻孔抽采半径考察试验研究

针对本煤层分段水力造穴钻孔抽采半径定义不明确、难以确定的问题,以古城煤矿3号煤层为背景,开展本煤层分段水力造穴钻孔抽采半径考察现场试验研究,结合不同试验钻孔的瓦斯抽采流量现场监测,运用瓦斯储量法考察了本煤层分段水力造穴钻孔和普通钻孔的抽采半径,获得了不同类型试验钻孔的抽采半径时变规律以及本煤层分段水力造穴对瓦斯抽采半径的扩大作用。结果表明:①在相同抽采时间内,前进式本煤层分段水力造穴钻孔和后退式本煤层分段水力造穴钻孔的抽采瓦斯纯量平均值分别是普通钻孔的3.08倍和3.79倍,抽采半径分别是普通钻孔的2.14～5.62倍和2.58～5.88倍,本煤层分段水力造穴钻孔能够显著提高钻孔瓦斯抽采纯量,有效扩大钻孔瓦斯抽采半径,且后退式本煤层分段水力造穴钻孔的扩大作用更加显著;②普通本煤层抽采钻孔和本煤层分段水力造穴钻孔的瓦斯抽采半径均具有时变特性,即抽采半径随着抽采时间的延长而相应扩大,并逐渐趋于某一极限值;抽采240 d后,普通钻孔的抽采半径基本达到极限,60 d内仅增长了0.01 m左右,钻孔瓦斯流量逐渐衰竭,而本煤层分段水力造穴钻孔的抽采半径仍能随时间延长而有效增长,瓦斯流量仍保持稳定,说明本煤层分段水力造穴钻孔的有效抽采时间和钻孔抽采寿命比普通本煤层钻孔更长。     

新型微坑车刀切削AISI4140残余应力影响因素分析研究

为了探究切削用量对新型微坑车刀切削工件表面残余应力的影响规律,应用AdvantEdge切削仿真软件,结合单因素和正交实验,通过微坑车刀和原车刀切削AISI_4140仿真及实验验证。结果表明,原车刀和微坑车刀残余拉应力随切削速度增大,先增大后减小,随进给量的增大而减小,总体上,微坑车刀切削工件残余拉应力更小。残余压应力随切削速度增大,微坑车刀切削工件先增大后减小,随进给量增大先增大后减小。原车刀几乎不变。切削用量对微坑车刀切削工件残余应力影响,进给量最大,切削速度次之,切削深度最小。通过实验验证,相同切削条件下,微坑车刀降低了加工工件表面残余拉应力,提高了加工工件表面质量,一定程度提高了工件的服役寿命。     

硅烷偶联剂对表面微坑复合PTFE的减摩及缓释性能影响研究

目的探究硅烷偶联剂对缸套表面微坑复合PTFE微粒的减摩和缓释性能的影响。方法利用激光刻蚀机在缸套表面加工不同参数的微坑,并依据摩擦系数对表面微坑参数进行优化。选取最佳表面微坑参数,进行加工,并机械涂覆经硅烷偶联剂修饰的PTFE,制备复合润滑结构。采取往复式摩擦磨损试验机对复合润滑结构的减摩性能进行分析。利用SEM和EDS研究摩擦副的表面形貌和成分,采用三维共聚焦显微镜研究微坑内PTFE的释放情况。结果在热压复合方法下,直径为0.4 mm、深度为120μm的微坑复合PTFE具有最佳的减摩效果。硅烷偶联剂的加入会进一步改善摩擦副之间的减摩性能,其摩擦系数为0.1248。与未处理缸套试样、微坑处理缸套试样、热压复合PTFE缸套试样进行对比,其摩擦系数分别降低了24.3%、18.8%和11.2%。另外,硅烷偶联剂还可以减缓表面微坑内PTFE的释放,延长作用时效,与热压复合方法相比,微坑内PTFE颗粒的释放速率约降低96.3%。结论复合润滑结构能够改善摩擦副之间的摩擦状况,其减摩和缓释机理是固体自润滑材料、表面微坑和硅烷偶联剂协同作用的结果。     

抽采孔液态CO2预裂效果显微CT实验研究

为研究液态CO2预裂爆破后,煤体内裂隙发育情况,采用高精度微焦点显微CT系统,对预裂后不同区域的煤样进行CT扫描,并利用Photoshop进行孔裂隙占比统计学分析。研究结果显示,距预裂孔4 m处的煤体裂隙发育明显,孔裂隙占比增加了一倍,而在5 m处的煤体裂隙则发育较弱。表明抽采孔内采取液态C2预裂技术后,4 m范围内的煤体裂隙得到了充分发育,为瓦斯抽采提供了有利条件。     

基于鹤煤九矿探采对比谈煤矿绿色勘查和绿色矿山的现状

随着我国"绿色勘查,绿色矿山"的提出,为了给煤矿绿色勘查和绿色矿山建设提供依据和借鉴,推动煤炭高效勘探开发、清洁利用。以鹤煤九矿为例,对已采区域进行了探采对比研究,调查现行矿山生产状况,通过对比发现:实际生产中的揭露的地质情况和勘查阶段的地质情况还是存在差异的,前期勘探程度越高,后期煤矿生产建设越精准,前期勘查和矿山建设未注意环境保护,后期虽然有所注意,但是距离绿色勘查和绿色矿山还有很大差距。     

松软煤层穿层钻孔超高压水力压裂技术研究及应用

为了增大煤层透气性，提高煤层的瓦斯抽采效率，保障工作面的安全生产，在N3704西瓦斯巷设计了穿层钻孔超高压水力压裂实施方案，并对压裂效果进行初步考察。结果表明，通过在7号煤层进行煤岩合层压裂，得出压裂后瓦斯抽采纯量效率提高10倍以上，煤层由难以抽采煤层、可抽煤层变为易抽采煤层，煤层透气性系数提高50倍以上|同时，7号煤层在埋深750m条件下，水量达109.72m3时，压裂之后的抽采半径可以达到50～70m，提高瓦斯抽采效率，改善由于瓦斯制约而不利于生产的被动局面。     

湾图沟煤矿高强度采动巷道稳定性评价研究

针对高强度采动巷道围岩控制难题，从实验室岩样尺度和现场巷道尺度研究了湾图沟煤矿13405工作面回风平巷围岩稳定性特征。结合单轴压缩试验和声波测试分析了干燥、自然及饱和状态下3组岩样的力学行为差异特征。利用钻孔成像，分析了高强度采动影响巷道围岩裂隙发育分段特征。结果表明:干燥、自然及饱和状态下岩样的单轴抗压强度和弹性模量依次降低，水分的存在极大地降低了岩石的强度和刚度。实煤体段围岩仅在深度1 m范围内发现少量纵向裂隙。高静压段两帮维护效果较差，煤帮裂隙极为发育，存在高量值的离层。动压段巷道顶板完整性较好，两帮均发现较大离层，且超出了锚杆正常锚固范围，严重影响了巷道锚固结构的稳定性。     

某近城大型露天矿山可持续发展策略#br#

随着城镇化建设深入，近城露天矿山的开发与城市发展之间面临诸多问题，诸如土地空间约束、环保政策趋紧、次生地质灾害等严重影响区域的可持续发展。在实践中，矿山的一些做法虽然取得了一定成效，但仍然存在着家底不清、目标不明、缺乏系统性规划等缺陷，难以实现矿山与城市的协调发展。为此，以某近城大型露天矿山为例，运用SWOT分析法，综合分析其优劣势、存在的机遇与挑战，并提出相应的发展策略。通过矿山废弃物资源化再利用，提高资源的利用效率，解决资金缺口，提升土地的价值，化解矿业开发与城市发展之间的矛盾，实现矿业开发的经济效益、生态效益和社会效益的统一。