基于某铜镍矿采空区顶板冒落规律探究

为探究某铜镍矿采空区顶板冒落规律,笔者以某铜镍矿采空区为例,通过对微震监测技术应用、台网布置优化及波速校正等途径,了解威震演化规律,进而总结出该铜镍矿采空区顶板冒落规律,为同类矿山采空区的隐患治理提供有力参考依据。     

采空区顶板冒落数值模拟模型边界尺寸确定及冒落规律

结合赵庄煤矿综采工作面顶底板岩层性质,在通用离散元软件UDEC中建立物理模型,对比了不同上边界、侧向边界尺寸模型数值模拟结果中老顶的下沉量,确定了为消除边界效应所需的模型边界.结果显示,模型上边界尺寸大于70 m,侧向边界尺寸大于100 m时,才能得到可靠的模拟结果.得到了不同工作面推进距离条件下的老顶冒落下沉规律,当推进距离大于300 m后,老顶沿推进方向在采空区中部最大下沉量不变;从采空区边界处开始随向采空区内部深入中粒砂岩下沉量逐渐增加,在距离采空区边界100 m左右增加至最大值2.70 m;随着距工作面距离增加,老顶中粒砂岩下沉量呈线性增加,在工作面后方120 m位置处下沉量达最大值2.70 m.     

采空区顶板大面积冒落的空气冲击波

为了解决采空区大面积冒落所产生空气冲击波的问题，以冬瓜山铜矿西山特大采空区为例，建立了简化的物理模型，采用Lagrange法，从理论上计算采空区顶板大面积冒落所产生空气冲击波的强度；同时，采用激波管实验，研究垫层的削波效果．理论计算结果表明：西山采空区顶板大面积冒落不会产生空气冲击波，只会形成高速气浪，垫层表面最大风压为0．139MPa，最大风速为53．09m／s，接近自由落体的速度．激波管实验表明：当垫层厚度不小于12m时，出口风速和风压可降到安全范围内．     

综放开采顶板冒落撞击摩擦火花引爆瓦斯研究

针对康家滩煤矿8^#煤层综放开采条件，采用专门设计的实验装置对其顶板冒落撞击摩擦火花引爆瓦斯的可能性进行了实验研究．结果表明：冒落岩石的质量、冒落岩石撞击高度与角度、岩石性质及砂岩中的石英含量、岩石的潮湿度等是影响岩石撞击摩擦火花温度及其能否引爆瓦斯的重要因素．当石英砂岩间在接触压力迭171．2N以上、以10m／s的速度摩擦，在2～30s内可引起瓦斯爆炸．康家滩煤矿8^#煤层局部区域的石英砂岩冒落撞击高度最大达6．76m，撞击速度可达11．51m／s，具有引爆瓦斯的可能性．     

顶板巷道抽放采空区瓦斯的应用研究

本文以采空区瓦斯储集及流动理论为基础,探讨了采空区瓦斯抽放巷道布置原则,并考察了淮南某矿－６０２ｍＥ２Ｃ１３工作面顶板巷道所放采空区瓦斯的效果,分析了顶板巷道抽放采空区瓦斯的机理。     

深部复合顶板巷道变形破坏机理研究

高应力下软弱复合顶板的持续塑性变形破坏,是深矿井巷道支护与维护的难点之一．分析了车集煤矿2405工作面区段运输平巷和区段回风平巷的围岩结构和岩性特征,构建了该类巷道复合顶板的力学模型,导出了该模型的力学变形方程．对巷道顶板变形破坏机理进行了深入分析,认为当巷道顶板岩层所受轴向压力大于岩梁达到屈服时的临界压力0．8倍时,巷道变形（下沉）明显增大,严重时产生冒顶．提出了同类巷道掘进过程中围岩控制的关键措施．     

深部复合顶板巷道变形破坏机理研究

高应力下软弱复合顶板的持续塑性变形破坏,是深矿井巷道支护与维护的难点之一.分析了车集煤矿2405工作面区段运输平巷和区段回风平巷的围岩结构和岩性特征,构建了该类巷道复合顶板的力学模型,导出了该模型的力学变形方程.对巷道顶板变形破坏机理进行了深入分析,认为当巷道顶板岩层所受轴向压力大于岩梁达到屈服时的临界压力0.8倍时,巷道变形(下沉)明显增大,严重时产生冒顶.提出了同类巷道掘进过程中围岩控制的关键措施.     

潘三V类较软围岩巷道,交岔点锚喷网支护试验研究

用松动圈支护理论确定的锚喷网支护参数、施工工艺，通过在淮南潘三矿较软围岩巷道、交岔点软岩中进行工业试验研究，表明合理、安全可靠，提高了施工速度，降低了支护成本．该支护设计方法和施工工艺，在同类围岩中有推广价值     

上行开采顶板不同区域巷道稳定性控制原理

以典型的上行开采为工程背景,采用现场实测、物理模拟和数值计算相结合的综合研究方法,对上行开采上覆岩层应力场、裂隙场进行了研究,并分析侧压系数、断面形状、围岩强度等因素对围岩稳定性影响,揭示了上行开采采动应力分区特征及裂隙呈分域特性的时空演化规律,得到了基于采动巷道围岩稳定性的上行开采顶板岩层区划和巷道布置,将覆岩划分5个破坏区,裂隙分为4个区;提出了"等效开挖"和"低效加固区"的概念,给出顶板巷道应根据侧压系数λ的大小和主应力方向选择合理断面形状是圆形或椭圆以及底板4.0～6.0m必要的加固深度,形成了上行开采顶板巷道稳定性控制原理:选择应力降低的Ⅱ区和Ⅲ区布置巷道、确定采后165d为顶板巷道开挖时机、优化巷道断面和减小低效加固区、提高围岩强度和支护结构稳定性以及分区强化控制,成功指导工程实践.     

深井巷道顶板锚固体破坏特征及稳定性分析

结合深井回采巷道围岩锚固体变形破坏特征,分析了深井回采巷道顶板锚固体失稳机理,建立了巷道顶板不同破坏形态的稳定性模型,得出了深井回采巷道锚杆、锚索支护条件下顶板锚固体稳定性力学方程,并结合古汉山矿深井回采巷道锚杆、锚索耦合支护方案开展验证性研究,对现场试验巷道顶板锚固体的稳定性进行了力学求解及数据分析,提出的深井回采巷道锚杆、锚索耦合支护方案支护参数合理,顶板离层量小于25mm、顶底板及两帮位移收敛量小于180mm,均保持在可控范围内,锚杆、锚索耦合支护有利于巷道围岩的稳定.     

电话安全报警系统

介绍一种新的电子安全报警系统，该系统设计将电子探测、电脑控制和电话通讯技术相结合，可形成一个二级组网的防盗、防火、防抢劫系统。     

加固顶板控制巷道底鼓的数值分析

利用数值计算方法，研究了顶板强度对回采巷道围岩应力分布、塑性区范围及底鼓的影响，结果表明：巷道顶板强度提高后，巷旁支承压力峰值将向巷帮深部移动，顶板中的水平应力增加，巷道底板的塑性区范围明显减小，巷道底鼓量也将减小。在此基础上，提出了加固巷道顶板控制底鼓的观点。     

含软弱夹层顶板采动巷道冒顶机理与控制方法

为揭示采动巷道顶板软弱夹层位态与冒顶的内在关联,以南山矿回采巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场探测等综合研究方法,研究了含软弱夹层顶板采动巷道围岩破裂形态及冒顶机理.结果表明:巷道顶板整体的破裂形态主要取决于软弱夹层厚度、破坏状态及其下位坚硬岩层物理力学性质.采动影响作用下,巷道顶板软弱夹层极易出现破坏,并伴有强烈的膨胀变形压力,有可能致使顶板整体破裂,南山矿回采巷道顶板软弱夹层下位坚硬岩层不足1.0 m时,则出现冒顶隐患.据此,提出了含软弱夹层顶板采动巷道冒顶控制应以抑制软弱夹层破裂区扩展为主,并对南山矿回风顺槽进行了支护设计优化,监测结果表明该支护对策效果良好.     

煤矿顶板事故隐患危险性智能评价系统

介绍了煤矿顶板事故隐患危险性智能评价系统的思想、方法及实现的途径，为顶板安全管理提供了一条科学化、智能化方法。     

顶板软弱夹层渗水泥化对巷道稳定性的影响

在现场原位探测与实验室组分实验基础上,分析测试了典型巷道顶板软弱夹层的赋存特征和岩性组成,得到了软弱夹层岩体黏土成分遇水泥化特性和不同支护方式下注浆固结体内聚力C与内摩擦角ψ的演化规律.结合数值计算与相似材料模拟等手段研究了软弱夹层不同层位、泥化特性和动压影响导致软弱夹层顶板巷道失稳垮冒的规律.结果表明:软弱夹层位于锚杆锚固区边缘时顶板安全状况最差,渗水泥化后围岩结构承载力学性能急剧降低,动压作用后软弱夹层岩体发生剪切破坏使得顶板失稳垮冒.提出了针对软弱夹层渗水泥化巷道的安全控制对策,并成功应用于现场工业性实践.     

布尔台矿采动巷道顶板变形破坏特征与支护技术研究

针对神东集团布尔台矿二次釆动回采巷道顶板破裂深度大、变形量严重、冒顶事故频发等问题,采用现场观测、数值模拟试验和理论分析相结合的方法,研究采动巷道顶板变形破坏特征和工程可控性。结果表明:巷道二次采动影响期间顶板变形破坏严重,增加支护强度对顶板变形的控制效果极为有限,顶板下沉量远远超出锚索的承受能力,顶板破裂深度高达4 m左右,在现有技术条件下试图通过高强支护来限制顶板下沉是达不到的,须采用以控制冒顶为主的高延伸率、大锚固范围支护材料。据此,对锚杆接长装置进行了优化设计,并在布尔台矿42105回风巷进行了支护补强试验,试验结果表明优化后接长锚杆支护技术能够有效防止巷道冒顶。     

柴油机报警系统的开发

介绍了柴油机自动报警仪硬件、软件的研发过程.通过SPCE061A单片机多路数据采集与变换和输出电路,实现了大、中型柴油机在线参数显示、监控以及语音报警.该系统在实际应用中运行稳定、性能良好.