矿井煤层冲击危险性多层次综合评价研究

为了更合理评价矿井煤层冲击危险性,减少不同指标之间的相互影响,避免造成评价结果的不准确,应用模糊综合评价模型对矿井煤层进行冲击危险性综合评价,提出了基于层次分析法的矿井煤层冲击危险性模糊综合评价模型;得到了基于层次分析法的矿井煤层冲击危险性影响因素,即:开采深度、冲击倾向性、煤层顶底板性质、地质构造、开采技术;确定了评价因素集,建立了模糊综合评价关系矩阵,进行了模糊综合评价,创建了矿井煤层冲击危险性模糊综合评价模型;最后对矿井煤层冲击危险性做出无冲击危险性、弱冲击危险性、中等冲击危险性和强冲击危险性的定量评价,提高了评价结果的精确度。以内蒙古某矿评价应用为例,选取2-1煤层进行模糊综合评价,通过应用基于层次分析法的矿井煤层冲击危险性模糊综合评价模型,得出2-1煤层最大隶属度指数x=0.43,评价结果为中等冲击危险性,与采用综合指数法评价得到的结果一致,表明了该模型可以用于评价矿井煤层冲击危险性。应用该模型在对矿井煤层进行模糊综合评价时,更注重各影响因素之间的相互关系对结果的影响,因而得到的评价结果更合理。研究为矿井煤层冲击危险性模糊综合评价研究提出一种新的评价角度。     

基于相似模拟实验分析的采空区瓦斯抽放设计

为了给采空区瓦斯抽放高位钻孔的设计提供依据,通过物理相似模拟实验,研究分析了东欢坨矿3088工作面覆岩破坏规律。通过研究发现,由于工作面上覆岩层中的灰白色细砂岩具有遇水软化的特性,从而使得采场上覆岩层纵向裂隙在该岩层呈现周期性贯穿-非贯穿的规律,而灰白色细砂岩的这一周期性破坏规律对瓦斯升浮具有重要影响,为达到良好的瓦斯抽放效果,给出了采场抽放钻孔进行高低搭配设计的建议。     

复杂地质条件下大断面煤巷快速掘进研究与实践

采用综合机械化掘进技术是实现煤巷快速掘进的主要途径.为了提高复杂地质条件下大断面煤巷掘进速度和机械化水平,文章首先分析了综掘工作面快速掘进的诸多影响因素,继而利用FLAC3D数值模拟软件,研究了不同掘进进尺时,巷道围岩应力场及位移场分布特征,分析了同一掘进速度下不同支护参数对大断面煤巷快速掘进的影响.在此基础上依据林南仓煤矿2220工作面综掘实际,提出了实现快速掘进的技术措施:掘进切割快速、支护参数合理、辅助运输连续及其三大工序之间的优化配置,从而达到快速掘进的目的.     

综放大断面回采巷道底鼓诱因分析及控制技术

针对中煤平朔井工一矿4107等综放面回采巷道剧烈底鼓现象,分析了综放大断面回采巷道围岩条件及底鼓发生机理,提出了"卸压与加固联合"的底鼓控制措施,即开凿卸压槽与优化帮角锚网支护参数相结合,通过现场实测巷道底板破坏深度,确定卸压槽开凿深度为0.6~0.8m。工程实践表明:巷道最大底鼓量为227mm,最大底鼓速率为38.5mm/d,底鼓量及变形速率均在可控范围之内,确保了大断面回采巷道围岩的稳定。     

深井高地压软岩巷道“锚网索喷”联合支护技术实践

软岩巷道支护一直是影响煤矿安全开采的重要技术问题,特别是在深井高地压软岩巷道中,矿压显现更为明显,支护也更为困难。皖北煤电集团祁东矿采用"锚网索喷"联合支护技术,确定出合理的支护工艺及支护参数,并对巷道表面位移量进行了监测,有效地控制了深井高地压软岩巷道的变形破坏,取得了较好的支护效果。     

不同风速下巷道火灾烟气蔓延规律的数值模拟

为分析不同风速对巷道火灾中烟气蔓延规律的影响,以察哈素煤矿运输平巷为研究对象,采用数值模拟软件FLUENT对风速分别为0.5 m/s、1.5 m/s、2.5 m/s、3.5m/s时巷道内火灾烟气的扩散过程和流动规律进行了模拟。结果表明,风速较低时,高温烟气聚集在火源上巷道顶棚附近,同时,烟气会沿着与巷道通风相反的方向流动,发生烟气逆流现象;随着风速的增加,烟气的分层厚度会显著增加,高温烟流会加速蔓延,抑制逆流现象的发生。     

采动应力叠加影响下区段煤柱合理宽度研究

针对崔家寨矿5#煤层具体开采条件,根据三维应力状态下煤(岩)体的极限平衡理论,推导煤柱两侧不同采动影响极限平衡区宽度计算公式,得出合理煤柱宽度理论值。继而采用FLAC3D模拟软件分析不同宽度煤柱受力状况及其倾斜方向上的应力场特征。数值模拟与理论计算结果综合对比,确定了适合崔家寨矿5#煤层条件的合理煤柱尺寸为6～7 m。研究结果为复杂应力条件下煤柱宽度的合理留设、巷道围岩稳定性控制等提供了参考。     

动压巷道煤柱载荷特征及其对围岩应力的影响

煤柱是回采巷道围岩结构的一个重要组成部分,煤柱尺寸在一定程度上决定着巷道围岩的稳定性。针对崔家寨矿E12501综采工作面具体地质及开采技术条件,运用计算机数值模拟及现场实测相结合的方法,研究不同煤柱宽度时煤柱及工作面煤体应力分布规律,获得了煤柱内部应力场及演化基本规律。研究结果表明,煤柱宽度变化对围岩应力分布及结构变化特征影响显著,巷道维护状态是工作面煤层和煤柱内应力场共同作用的结果,为区段煤柱宽度的合理留设、回采巷道合理位置的选择及围岩稳定性控制提供了依据。     

煤层底板采动应力场及变形破坏特征的数值模拟研究

采用FLAC3D数值模拟软件对煤层底板下不同深度处岩体应力场及位移场分布特征进行模拟,得出了采动过程中煤层底板最大破坏深度及最易破坏位置。研究结果表明,运用数值模拟方法,可以较为全面地揭示采动条件下底板岩体的应力场、变形破坏特征及破坏范围、深度,有利于选择、优化设计方案,同时减少试验时间,提高矿井的经济效益与社会效益。     

采面底板及煤壁破坏塑性区研究

工作面底板破坏范围是多煤层开采技术中关注的一个重要问题．直接影响到上部煤层开采对下部煤层顶板的影响。根据弹塑性理论,建立了底板塑性破坏的滑移线场计算模型,分析了底板破坏范围内主动极限区、过渡区和被动极限区的理论求解方法。