浅埋厚煤层条带充填保水开采分析研究

我国西北地区浅埋厚煤层开采对地表及潜水层造成严重破坏,而充填开采是减小地表破坏以及实现保水开采的有效途径。为研究浅埋厚煤层条带充填保水开采的安全性,以哈拉沟煤矿为研究对象,建立了“边界煤柱+条带充填体+覆岩”的力学模型,采用相似试验与现场实测相结合的方法,在周期来压步距、地表下沉及台阶裂缝等方面进行对比分析,得出了较为准确的基岩裂缝角及直接顶初次垮落步距,并通过对隔水层的稳定性分析,确定了条带充填开采的充填宽度为38 m,充填间隔为16 m。根据土工试验得到黄土层的相关力学参数,确定了下行裂缝的发育深度。结果表明:条带充填开采引起的下行裂缝未影响到主关键层,有效隔水岩组厚度满足相关规程要求,可实现安全保水开采。     

高强度开采覆岩运移特征与机理研究

随着我国煤炭开采重心的西移,高强度开采已在西部省区大规模开展并将持续进行。通过研究亿吨级煤炭基地分布、服务定位、开采规模、地质条件及典型高强度开采煤矿覆岩运移观测数据,论述了高强度开采覆岩的破坏变形特征及其区域环境影响,给出了高强度开采覆岩“两带”高度计算公式。基于高强度开采工作面覆岩短时间产生剧烈破坏、非连续变形明显、不产生“蠕变”等基本特征,结合相似模拟及理论力学分析,系统论述了高强度开采覆岩的运移过程,提出了三维立体空间条件下的高强度开采覆岩运移的“弹性薄板”+“平行压力拱”复合机理模型,该机理模型合理揭示了高强度开采覆岩的运移过程和机理。     

采动影响下高压线塔与地基、基础协同作用模型研究

采用理论分析的方法,建立了协同作用力学模型。在此基础上,根据采动区地表变形曲线和边界条件,求解独立基础高压线塔桁架结构的挠曲线微分方程,再由挠曲线方程求解高压线塔桁架结构附加变形和附加内力。研究表明：采动影响下地基、基础与铁塔结构的协同变形理论模型能更好地描述采动影响下高压线铁塔移动变形特征,可以计算采动影响下高压线路铁塔的移动变形及附加应力,并通过计算实例进行了验证。     

薄基岩厚松散层下充填保水开采安全性分析

为研究薄基岩厚松散层下充填开采安全性,选择五沟煤矿CT101充填工作面为研究对象,通过理论分析、数值模拟和钻孔探测,对CT101充填工作面隔水关键层稳定性进行了分析,揭示薄基岩厚松散层下充填开采覆岩裂隙高度(深度)及其变化规律,并对开采安全性进了分析。结果表明:采高3.5 m,矸石充填率为85%时,关键层未破断,隔水关键层保持完整;下行裂隙多分布在工作面两端,且具有弥合性,随工作面推进周期性增大、减小,实测下行裂隙深5.5 m,上行裂隙高6.41~11.85 m,剩余隔水层组厚度为17.38~23.97 m,工作面可实现安全回采,为类似采矿地质条件下开采安全性分析提供了借鉴。     

基于神经网络的地表移动边界角确定

根据国内大量的地表移动观测资料,建立了地表移动盆边界角计算的神经网络模型.该模型与遗传算法相结合,克服了单一神经网络易陷入局部最优和收敛速度慢等缺点。研究表明,用基于遗传算法的神经网络来计算地表移动盆地的边界角,其结果更加真实、可靠。     

五星水库下采煤的安全性分析

水体下安全采煤问题是煤矿企业面临的技术难题之一.针对郑煤集团芦沟煤矿32采区的煤层覆存、地质构造、水文地质、采煤方法等具体地质采矿条件及地表五星水库的现状,在计算防水安全煤岩柱尺寸的基础上,结合地表移动和变形预计,对五星水库下开采的安全性进行了分析.经过计算分析认为:五星水库下进行煤层全采是安全可行的.目前,首采的32101工作面采后是安全的,从而验证了此计算分析是科学、可靠的.     

巨厚松散层下深部宽条带开采地表移动规律

为了研究巨厚松散层下深部宽条带开采时松散层厚度变化与地表移动规律及下沉系数的关系,根据某矿具体的地质采矿条件,采用FLAC3D数值模拟软件,分别建立了巨厚松散层下深部宽条带开采数值模型,模拟给出了不同松散层厚度时的地表下沉、水平移动等值线图及其最大值,回归分析得出了相应函数关系式,并分析其原因.研究表明,1) 巨厚松散层下深部宽条带开采地表不易形成波浪型下沉盆地.2) 地表下沉系数q条随松散层厚度h 占采深H 比例的增大以线性关系增大,表达式为:q条＝0.162(h/H)+0.085.3)原因为:松散层的采动程度不同于基岩,为有流变性的松散介质.通过实例验证,结论可以满足工程要求.     

采动影响下建筑物损害程度的模糊聚类分析

在建筑物下采煤之前，需要准确预测和评价地下开采对地表建筑物的损害程度．在分析采动影响下建筑物损坏程度影响因素的基础上，结合建筑物采动损害典型实例，采用基于模糊等价关系的模糊聚类分析方法，对采动影响下建筑物损害程度进行了分类研究．研究结果表明：用模糊聚类分析方法评价建筑物的采动损害程度是可行的，其评价结果与实际符合较好，为建筑物采动损害程度的预测和评价提供了一种新的方法．     

深井煤矿巷道隔热材料研究

分析了国内外高温热害矿井的研究现状及热害治理措施，提出了采用巷道隔热材料隔断热源降低井下温度的方法。通过大量实验研制出了适合于煤矿井下的巷道隔热材料，该材料适合于在煤矿井下高温热源地段的进风巷内，对高温矿井热害治理、改善井下作业环境具有积极意义。     

温度因子对深部开采影响的研究现状与展望

我国煤矿正在逐步进入深部开采阶段,温度因子在深部矿井开采中的影响权重较浅部开采时明显增大,因高温带来的问题已经成为深部矿井开采中的主要难题之一。在综合分析深部开采高温问题有关研究成果的基础上,从温度对地下作业环境的影响,温度对岩石的本构关系,岩石强度和岩石变形等深部岩体力学性质的影响,温度对煤层自燃、深部岩石时-温效应的影响几个方面进行了综述,系统分析了温度因子在深部开采中的作用。最后指出了目前深部开采有关温度问题研究中存在的不足。