淮南矿区煤与瓦斯共采技术的创新与发展

淮南矿区具有低透气性、强吸附性、高瓦斯煤层群赋存特征,针对深部瓦斯灾害日趋严重情况下煤矿面临的安全与效益2大生存问题,通过采用卸压开采抽采瓦斯理论,攻关煤层顺层钻孔"一孔两消"和顶板高位钻孔"以孔代巷"技术,把传统的巷道加钻孔式抽采瓦斯方法优化为钻孔式抽采瓦斯方法,创新煤与瓦斯共采新模式。结果证明:新模式抽采瓦斯效果不仅满足安全生产需要,而且取消了顶、底抽巷,节省了穿层钻孔,降低瓦斯治理成本在30%以上。并针对更深部煤层全部升级为强突出煤层开采条件,引进石油工业侧钻水平井、分支水平井等地面钻井施工技术与工艺,提出地面钻井实现煤与瓦斯共采新方案。     

采动覆岩载荷的动态传递过程研究

利用FLAC数值模拟软件建立矿区具体工作面开采模型,模拟研究了随着煤层的开采关键层上覆岩层载荷的动态传递过程,提出了次关键层对关键层所受载荷及破断起控制作用,并给出应用组合载荷的计算方法来计算或预测随着工作面的开挖关键层所受载荷的大小及其动态变化过程的方法。     

综掘面隔离式防尘压风降温移动站技术

矿井综掘面综掘机掘进切割作业时,工作面实际产尘、扬尘量大,为有效解决综掘机切割作业时的个体防尘、降温等问题,结合实际生产现场情况,个体可以进入相对封闭隔离的无尘临时空间里暂避,避开矿尘产出和高温危害的峰值;通过压风管三通和连接管件实现对密闭环境的新鲜空气供给,通过直通出气口定量排气,产生干净凉爽的正压空气空间,避免作业人员在峰值时段直接暴露,这样做可以使得个体防护效果达到最大。依据以上思路和原理设计了一种隔离式防尘压风降温可移动工作站,提供一个相对安全清洁凉爽的独立环境,最大限度的提高劳动效率,大幅降低煤矿井下防尘、工作面降温技术及设备成本,且实用性非常强,经矿井综掘工作面现场试用,效果很好,效益明显,值得在煤矿推广。     

深部一巷多用巷道围岩重构及大变形控制关键技术

一巷多用是实现保护层、被保护层瓦斯联合治理和降低治理成本,提高治理质量和速度的有效途径,但巷道不可避免地要经受多个工作面重复采动影响,围岩变形极为剧烈。为解决深部高应力与多重采动应力协同作用下巷道围岩的大变形难题,以淮南矿区潘三矿17181(1)瓦斯综合治理巷为工程背景,采用地应力测试分析,围岩力学性质测试,钻孔窥视等地质力学评估方法,研究并应用了一巷多用条件下巷道围岩重构及大变形控制系列关键技术。采用孔壁注浆锚索同步实现了采动影响后顶板围岩注浆重构及锚索内锚破坏后的再次锚固;采用叶片式搅拌锚索使锚固剂各组分充分混合,内锚强度及可靠性显著提升;采用高强度、高刚度箱型梁使锚索组合构件承载能力较14号槽钢梁提高8倍以上。工程应用结果表明,试验巷道经受住了邻近两工作面的双重采动影响,并为邻近第3个工作面的瓦斯抽采创造了有利条件,实现了巷道的多功能化,整体节约成本1 300余万元,技术经济效益显著。     

矿用小孔径预应力拉力分散型锚索锚固结构研究及应用

采用数值模拟方法分析了目前煤矿小孔径树脂锚固锚索剪应力分布特征，指出其受力本质为拉力集中型，在外锚固起始段会产生严重的应力集中现象，容易造成锚索锚固段渐进破坏，进而导致锚索锚固失效。通过凝胶时间达6～8h、抗压强度60MPa以上缓凝型树脂锚固剂的研发，提出了矿用新型小孔径拉力分散型锚索结构及施工工艺。在现有矿用锚索支护施工工艺不变的条件下，实现了同一钻孔内不同锚固段树脂药卷的分时分段锚固。数值计算结果表明矿用拉力分散型锚索能够将锚固段剪应力分散至两处，显著降低锚固段应力集中程度。工程应用结果表明，该技术能够大幅提高锚索内锚可靠性及锚索强度利用率，有效改善锚索内锚力与破断力的匹配性能，对巷道变形控制效果显著。     

深部高应力软岩巷道支护技术优化实践

望峰岗矿井埋藏深、地压大、岩石松软、构造发育等复杂地质条件决定了巷道支护的复杂性和特殊性,本文在总结分析围岩变形破坏特征和原因的基础上,对常规支护技术进行了优化,提出在巷道的变形过程中适时进行锚网索喷、底脚锚杆、注浆加固等先柔后刚的整体支护技术。工程实践证明,优化支护技术有效地控制了围岩的变形破坏,取得了良好的支护效果,具有广阔的推广应用前景。     

深部高应力软岩巷道支护技术优化及工程实践

望峰岗矿井埋深大、地压大、岩石松软、构造发育等复杂地质条件决定了巷道支护的复杂性和特殊性。本文在分析总结围岩变形破坏特征和原因的基础上，对常规支护技术进行了优化，提出在巷道的变形过程中适时进行锚、网、喷＋锚索＋底脚锚杆＋注浆加固等先柔后刚的整体支护技术。工程实践证明，优化支护技术有效地控制了围岩的变形破坏，取得了良好的支护效果，具有广阔的推广应用前景。     

FLAC3D在深基坑支护优化设计中的应用

针对现有基坑支护计算理论的缺点,运用FLAC3D对西安市某深基坑在无支护条件下的开挖过程进行了数值模拟,分析了基坑的变形和失稳机理,确定出基坑的破坏模式.据此,对原基坑支护方案进行优化,优化方案又用FLAC3D进行了模拟验证,结果表明优化方案是可行的,同时也证实了FLAC3D可以用来对深基坑支护进行优化.     

都江堰市白沙河子流域划分与水系提取研究

文章以四川省都江堰市白沙河流域为研究对象,采用10×10m分辨率的DEM为基本地形数据,应用ArcGIS水文分析模块对该流域进行水系提取与子流域划分工作。率定不同的集水栅格阈值,分别将提取得到的水系与实际水系进行对比,结果表明集水栅格阈值为5000时提取的水系与实际河网最接近,说明0．5km。是该地区形成河网的集水面积阈值。在进行子流域划分汇水阈值取值时,如果仍采用与生成河网相当的阈值,则生成的子流域过多不利于做更深的水文分析。当集水栅格阈值取50000,即子流域面积为5km。时生成的子流域较为合理,以此将研究流域划分为37个子流域,为进一步的水文分析提供了流域基础数据。     

深部巷道快速机械化修复技术

通过分析谢一矿-960 m C15顶板运输大巷变形破坏机理,提出并实施了一套有效的快速机械化巷道修复综合治理技术,将需修复巷道划分成巷道补强支护区、卧底铺轨区、注浆加固区3个区域,进行平行有序作业,结果表明巷道修复速度与传统人工修复技术相比提高了7倍,且有效控制了深井巷道的围岩变形破坏。