地面及矿井井下瞬变电磁法探测矿井老窑水的应用研究

煤矿采空区资料缺失、老窑水积聚范围不明是下一步矿井重组、安全开采的重大安全隐患,而物探方法在老窑水探测中的作用日益显现。通过研究瞬变电磁法在地面半空间和矿井井下全空间的应用技术,将两种方法结合应用,能够充分发挥瞬变电磁法的优势,对矿井老窑水做出有效探测。以某矿为研究对象,综合运用地面和井下瞬变电磁法探查4#煤层采空区老窑水,有效地查明了煤层老窑水的位置及范围,并指导了钻探探放水工作,共探放老窑水5.9×10~4 m~3,排除了老窑水的安全隐患,取得了较好的探测效果。     

直流电法探测技术在煤矿防治水方面应用的研究

为防止煤矿水害事故的发生,利用井下直流电法探测技术对水害严重的焦作矿区9个生产矿井的110多个采掘工作面进行了探测．探测结果可用于预报掘进工作面前方地质构造及其破碎带、划分采掘区岩层贫富水区域、论证工作面回采时的水害危险性并圈定易突水地段、确定放水孔位置等．探测研究成果绝大多数已得到采掘工程实践的验证,准确率达82％以上．     

直流电法探测技术在煤矿防治水方面应用的研究

为防止煤矿水害事故的发生,利用井下直流电法探测技术对水害严重的焦作矿区9个生产矿井的110多个采掘工作面进行了探测.探测结果可用于预报掘进工作面前方地质构造及其破碎带、划分采掘区岩层贫富水区域、论证工作面回采时的水害危险性并圈定易突水地段、确定放水孔位置等.探测研究成果绝大多数已得到采掘工程实践的验证,准确率达82%以上.     

基于聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法

煤矿井下地球物理水害超前探测要求探测点20 m范围内不得有积水和金属物体,传统电磁法超前探测技术已不能满足要求,钻孔瞬变电磁法通过将收发装置送入掘进工作面前方的钻孔中进行探测,既远离了巷道中的各种干扰,又提高了隐蔽致灾水体的探测精度。为解决该方法对钻孔径向异常体的准确定位解释难题,通过三维正演总结了其水平分量异常响应特征,提出了异常体象限确定准则,研究了根据水平分量幅值和异常象限综合求取异常体工具面角的计算方法。将由垂直分量计算得到的每一个视电阻率视为独立异常体,基于K-means聚类算法对相应的水平分量异常曲线特征值进行二分类,实现了全数据集的视电阻率象限自动划分,结合异常工具面角算法研究得出钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法。最后计算了三维数值模型的立体成像结果,对钻孔径向的小规模低阻异常体取得了良好效果。结果表明:基于K-means聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法是地球物理与机器学习的有机结合,该方法能够为井下掘进工作面隐伏水害超前探测精细解释提供技术支撑。     

矿井瞬变电磁法在超前探测中的应用研究

介绍了瞬变电磁法在井下运用的基本原理和该方法在巷道超前探测上的原理、技术、方法及应用。论述了矿井瞬变电磁技术在探测巷道掘进头前方水的有效性,总结了矿井瞬变电磁技术应用中需注意的若干关键问题。通过实例证明瞬变电磁法可以很好地满足矿井巷道超前预测、预报的要求。在实际工程勘探中,该方法可以准确反映出巷道前方地质体的空间特征,为矿井防治水害提供了依据。     

瞬变电磁法矿井超前探测

介绍了瞬变电磁法在井下运用的基本原理和该方法在巷道超前探测上的原理、技术、方法及应用。巷道超前探测、超前预报对于煤矿的安全掘进有着非常重要的作用。瞬变电磁法作为一种快速、高效、方便的探测方法,可以很好的满足矿井巷道超前预测、预报的要求。在实际工程勘探中,该方法可以准确反映出巷道前方地质体的空间特征,为矿井防治水害提供了依据。     

瞬变电磁成像技术在采空区积水探测中的应用

针对煤矿生产和建设中的水害探测问题,采用瞬变电磁法同一回线装置对山西某煤矿煤层采空区积水分布范围进行了探测。结合山西某煤矿10号煤层的应用实例,实现了对煤层的电阻率水平切片,同时对瞬变电磁成像技术进行了研究,并在煤矿采空积水区施以钻孔验证。结果表明:瞬变电磁成像技术直观地表现出采空区的积水状态,对异常区位置的探测结果更加精确、具体,便于异常区的判定、后期钻探及其他防治措施的确定。     

利用矿井瞬变电磁法超前探测富水区

准确地探测巷道前方含水异常体是当今矿井地球物理勘探的研究重点,本文通过研究巷道超前探测的施工技术、模拟实验和应用实例,表明矿井瞬变电磁法作为一种快速、高效、方便的探测技术,可以较好地满足巷道超前预测、预报的要求,进而有效地减少矿井水害.     

矿井瞬变电磁场井下人文噪声干扰物理模拟

矿井瞬变电磁测量在煤矿井下巷道中进行,干扰因素有别于地面瞬变电磁法。矿井瞬变电磁测量中的主要噪声为井下人文设施。本文依据物理模拟相似性准则,采用物理模拟方法,研究了瞬变感应电磁场在均匀全空间条件下及巷道空间影响下的分布特征,通过巷道内有无干扰因素对比总结出巷道空间内铁轨、锚网及工字钢对感应场的影响规律。结果表明,铁轨、锚网及工字钢的存在均使巷道内的探测信号增大,而且线圈处于巷道不同位置探测时受到的影响也不相同。通过对人文设施异常规律的总结,为以后的矿井物探工作提供一定的理论参考。     

矿井瞬变电磁法在巷道迎头超前探测中的应用

介绍了矿井瞬变电磁法超前探测在井下运用的基本原理、技术和方法。在数据采集过程中,通过调整天线的法线与巷道底板的夹角,探测巷道顶板、顺层和巷道底板方向上介质的电性变化情况。对采集到的数据进行畸变处理、深度校正后,绘制视电阻率等值线断面图。探测结果表明,该方法能准确圈定巷道迎头前方的地质异常并反映出异常体的空间特征,对解决巷道掘进迎头前方的地质异常是一种快捷、有效的勘查手段,可以为煤矿水害的预报和防治提供重要的技术依据。     

下分层综放工作面上覆岩层结构特征

我国综放开采技术是在分层综采技术的基础上发展起来的,对于一直采用分层综采的一些大型厚煤层生产矿井,面临着顶分层采后下分层综放开采技术问题,这个问题与一次采全厚整层综放开采矿压显现有所不同.下分层综放开采时,二次垮落的直接顶岩层碎胀系数较小,垮落带高度与采高的比值将增加,造成顶分层开采时下位老顶岩层垮落后转化为规则垮落带,成为下分层综放工作面的上位直接顶,促使下分层综放工作面的老顶“砌体梁”式平衡结构向更高层位岩层发展.上位直接顶岩块强度较高、块度较大,容易形成“岩-矸”半拱式平衡结构.该结构的周期性失稳和垮落,造成采场出现小的周期来压现象;而“砌体梁”平衡结构的周期性失稳和垮落,将导致采场出现大的周期来压现象.     

两硬综放面矿压显现规律研究

根据忻州窑矿８９１６综放面的矿压观测，系统地分析了两硬条件下综放开采的矿压显现规律。文章的结论是：两硬条件下的综放面既具有坚硬顶板带冲击载荷的悬梁式破断规律，又具有综放开采的动载系数小，支架载荷低的显现特征，采场控制仍要有高强度的支撑和必要的顶板预处理措施。     

综放采场J型通风系统治理高瓦斯涌出的研究

根据潞安王庄煤矿5201综放工作面实际条件，在成功实施沿空小断面留巷的基础上，提出了综放采场J型通风系统治理高瓦斯涌出的方法及其调控技术．J型通风系统本质上是以通风方法按工作面瓦斯来源分别治理高瓦斯涌出的一种新型“一进两回(排)”通风系统，现场应用表明，利用该系统能从根本上消除工作面和上隅角局部瓦斯积聚，实现高产高效综放开采．     

Analysis and control on anomaly water inrush in roof of fully-mechanized mining field

Caving of mine roofs from water inrush due to anomalous pressure is one of the major disasters and accidents that can occur in mines during production. Roof water inrush can trigger a wide range of roof collapse, causing major accidents from breaking roof supports while caving. These failures flood wells and do a great deal of damage to mines and endanger mine safety. Our objective is to analyze the anomalies of water inrush crushing the support at the #6301 working face in the ]isan Coal Mine of the Yanzhou Mining Group. Through information of water inrush to the roof, damage caused by tectonic movements, information on the damage caused by roof collapse and the theory about the distribution of pressure in mine abutments, we advice adjusting the length of the working face and the position of open-off cut relatively to the rich water area. In the case of anomalous roof pressure we should develop a state equation to estimate preventive measures with "transferring rock beam" theory. Simultaneously,we improve the capacity of drainage equipment and ensured adequate water retention at the storehouse.These are all major technologies to ensure the control and prevention against accidents caused by anomalous water inrush in roofs, thus ensuring safety in the production process of a coal mine.     

综放开采不同顶煤端面顶板稳定性及其控制

采用离散元程序 UDEC模拟分析了不同顶煤条件下端面顶板的稳定性与支架工作阻力及端面距的关系 .模拟结果表明 ,在软及中硬煤条件下 ,在一定的端面距范围内 ,支架工作阻力与端面顶板下沉量呈类双曲线关系 ;而在硬煤条件下没有类似关系 .并据此提出了端面顶板控制原则 ,认为在软煤条件下最重要的是控制端面距 ,在中硬煤条件下在于端面距与支架工作阻力的合理匹配 ,而在硬煤条件则应以提高顶煤冒放性为重点 .上述结论成功地运用于现场端面顶煤稳定性的控制 .     

超长"孤岛"综放面大煤柱护巷的数值模拟

基于兖矿集团兴隆庄4324超长“孤岛”综放工作面开采条件，采用离散元数值计算程序UDEC3．0，模拟研究了不同宽度煤柱护巷条件下巷道围岩的应力分布和变形特征，分析了不同宽度煤柱的承载状况和应力峰值区的位置．研究表明，采用20m大煤柱维护巷道，可以改善巷道围岩应力环境；煤柱的承载能力适应超长“孤岛”综放工作面顶板的活动规律；围岩变形量小；能够保障巷道的整体稳定性和有效断面．通过现场实测，讨论了大煤柱维护巷道的矿压显现规律和对巷道的良好维护效果．     

综采放顶煤与瓦斯突出的耦合关系研究

对煤与瓦斯突出发生的综合作用机理及治理技术进行总结,从宏观上提出治理煤与瓦斯突出的技术手段;分析总结我国综采放顶煤开采的技术成果,讨论了工作面应力分布规律和顶煤变形规律对突出的影响;认为:具突出危险性的厚煤层采用综采放顶煤开采法对消突是有积极作用的.     

综采放顶煤工作面高冒空巷充填技术

基于对综采放顶煤工作面高冒空巷围岩活动规律的分析，采用高水速凝材料充填高冒空巷。通过理论分析和数值模拟计算，确定了高水速凝材料充填体的力学参数。研究表明，充填体具有较大的支护阻力和良好的逆性变形特点，可有效支护高冒空巷顶板和两帮，同时适当变形而降低载荷，保持充填体完整，该技术成功应用于工程实践，取得了较好的技术，经济效果。     

厚煤层分层开采再生顶板和设备配套问题研究

研究了分层综采采空区注浆工艺和下分层开采再生顶板岩层结构,据分层综采工作面设备配套特征,提出了工作面液压支架设备选型的要求,进而对我国高产高效矿井建设模式进行分类,总结了分层综采工作面设备配套方案.     

综放面多尘源粉尘分布规律数值模拟及实测

为解决综放工作面粉尘浓度高的问题,掌握各作业工序粉尘浓度空间分布规律,有效指导粉尘控制工作,依据气固两相流理论,运用Fluent软件对综放工作面割煤、移架、放顶煤、转载各工序单独及同时作业时的粉尘分布规律进行数值模拟,并与现场实测数据进行对比分析.结果表明:割煤作业粉尘沿采煤机机道扩散的同时向人行道空间扩散,需在滚筒尘源处控尘,并在采煤机外侧采取水幕帘除尘措施;移架作业时人行道粉尘浓度高于机道粉尘浓度,需在机道空间和人行道空间均设置架间喷雾;放煤作业粉尘沿人行道空间分布较大,需在放煤口采取隔尘措施;转载点局部风速大,粉尘影响范围较广,应采取密封等措施.还应在放煤和割煤作业之间增加全断面喷雾降尘装置.