A probe into “mining technique in the condition of floor failure” for coal seam above longwall goafs

Targeting at the coal seam with useful value discarded above goafs, attempted to explore the feasibility of “mining technique in the condition of floor failure” from theoretical point of view, and predicted. It indicated that mining technique in the condition of floor failure used above Longwall Goafs in Baijiazhuang Mining is totally feasible. At law, the deformation of the floor in the mining technique by means of probability-integral method. And it is discovered that deformed basin can emerge in the footwall of No.6 coal seam and its maximum subsidence was possibly 1 633 mm or so and its maximum positive curvature is 61.74/10⁻³. At last, it therefore suggests appropriate ground pressure control measures as strengthening observation of ground pressure and adopting false slope for exploitation and strengthening support for reasonable push and slide based on the adverse ground pressure behaviors possibly occurring in the mining technique. This serves to gather data and lay sturdy foundation for further probe into the mining technique, and offers theoretical and technical grounds for concrete implementation of the mining technique. Supporteel by National Nature Science Foundation of China (50704024); Shanxi Youth Sci-Tech Research Foundation (2007021024); Taiyuan Innovation Program (special item for undergraduate innovation and starting business) (07010746)     

机械破碎后煤矸石在Ca(OH)2溶液中的活性特征

为研究在48 h内机械破碎后的矸石粉末在不同浓度的氢氧化钙溶液中火山灰反应特性和活性离子溶出特性,采用X射线衍射仪、热场发射扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪分别对矸石粉末浸入1 mol/L和0.1 mol/L Ca(OH)2溶液中不同时间段的滤渣矿物成分、微观形态和红外光谱进行分析和观测,同时运用电感耦合等离子体发射光谱仪和电导率仪分别对滤液的活性离子浓度和电导率进行测定。结果表明：机械破碎后的矸石具有火山灰活性,在两种浓度矸石-Ca(OH)2溶液中,活性离子Al3+,Fe3+,Si4+浓度均在6 h和24 h达到峰值;活性离子来源于矸石中高岭石Al-O和Si-O键能的变化,溶解时间越长,键能变化越明显;矸石在两种浓度的Ca(OH)2溶液中表面形态,都经历了片状矿物的裸露→薄片状Ca(OH)2晶体的附着→小颗粒活性物质的析出→花瓣状产物的生成向针柱状产物转变的过程;随溶解时间的增加,1 mol/L和0.1 mol/L矸石-Ca(OH)2溶液的电导率均呈下降趋势,且前者的火山灰反应程度明显高于后者。     

白家庄矿垮落法残采区上行开采相似模拟实验研究

针对白家庄煤矿垮落法残采区上覆煤层开采问题,通过室内相似模拟实验研究发现,受两次采动影响,上行开采层间岩层出现了裂隙产生、扩展甚至贯通的过程,导致其层间岩层发生了结构性变化。掌握了垮落法残采区上行开采层间岩层的应力传递规律,再现了垮落法残采区上行开采层间岩层受两层煤开采共同影响作用下的移动变形全过程和岩层结构演化过程,揭示了垮落法残采区上行开采层间岩层存在块体梁-半拱结构控制层的结构机理与其力学特性。     

宁东地区主动配电网建设的规划思路

近年来,配电网中分布式能源、电动汽车等负荷的接入率越来越高,配电网的网络架构和功能趋于复杂,在电网运行中带来不少问题。基于泛在电力物联网的新形势下,对宁夏宁东地区分布式电源、电动汽车等负荷的接入以及宁东基地用户侧的用电特点进行分析,提出主动配电网建设的思路及初步治理措施,对宁东地区“十四五”电网规划建设具有一定的现实意义和参考价值。     

负煤柱长壁工作面底板应力分布及破坏特征

为研究负煤柱长壁工作面底板应力分布及破坏特征,采用有限元–离散元耦合数值模拟方法构建FLACPFC数值模型,研究自开切眼、到采空区压实、再到岩层移动稳定全过程底板应力分布时空演化规律、底板破坏特征及矸石堆积对底板受力和破坏的影响,并基于弹性力学理论构建负煤柱工作面底板受力模型,对破坏深度进行理论推导。结果表明：(1)覆岩在采空区两侧形成非对称顶板垮落结构,矸石沿工作面倾向堆积于采空区下部,堆积形态亦非对称,二者共同作用造成底板非对称受力及破坏。(2)底板非对称破坏与顶板关键块回转下沉形成“瓶颈”结构,矸石继续向下堆积受阻。(3)矸石非对称堆积造成底板应力空间上“下大上小”,采空区两侧应力集中随先增强后减弱,底板应力经历压应力–拉应力–压应力演化过程。(4)数值模拟、理论计算及现场实测结果均验证了矸石非对称堆积造成的底板非对称受力及破坏特征。研究可为接续负煤柱长壁工作面巷顶沿空掘巷合理位置选择及围岩控制提供科学依据。     

墩柱式结构充填底板应力传递特征及变形规律

为研究结构充填开采过程中充填体应力传递对底板岩层的影响,以沁水煤田长治矿区为例,利用相似原理构建充填体–底板复合结构模型,进行室内试验,并结合数值模拟,对不同充填体强度、不同充填间距条件下的墩柱式结构充填采空区顶底板移近量、底板破坏形态、塑性区范围进行研究。研究结果表明：(1)浅层底板中充填体下应力集中最为明显,该应力以45°方向斜向下传递,引起水平应力,并最终扩散至底板全平面,越向下传递,垂直应力越小且分布越均匀,水平应力越大,充填间距变化对底板中应力水平影响显著;(2)在墩柱式结构充填可承载范围内,顶板下沉量主要由充填体强度决定,底鼓量主要由充填间距决定,充填体强度、充填间距与顶底板移近量总体呈二元二次抛物曲面关系;(3)本工况条件下充填柱下底板剪切滑移最大深度为2.38 m,该深度以上产生椭圆形剪切破坏塑性区,以下产生波浪型拉伸破坏塑性区,并最终穿越两层软弱岩层底板。研究结果可为墩柱式结构充填的合理设计方案提供依据。     

长壁采空区对采动煤岩应力分布规律的影响研究

随着当前各类长壁采空区及其附近区段巷道留设技术的不断推广,采空区及其对采动煤岩应力分布规律影响的认识愈发重要。鉴于当下此方面的研究较少,以镇城底矿为工程背景,通过理论分析、相似模拟、数值模拟和现场实测研究了长壁采空区对采动煤岩应力分布规律的影响。多种研究方法表明,采空区承载越大,实体围岩受载则越低,反之亦然。错层位不对称工作面导致应力分布亦不对称,缓坡段采空区应力大于无缓坡段,而缓坡段侧支承压力小于无缓坡段侧,缓坡段具有压力和能量缓冲耗散作用的矸石垫层,可避免接续面巷顶沿空巷道受动载影响。得出基于采空区影响下的老顶关键块回转下沉量计算方法。断裂角越小,采空区承载越小,尤其采空区边缘应力越小。采空区会影响围岩体中应力集中区的应力集中程度、范围和方位,同时影响煤岩体塑性区大小。理论分析、模拟分析和现场实测具有较好的一致性。     

粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响

为探讨粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响,试验采用坍落度试验和流变试验综合评价膏体流变性,通过干缩变形研究其长期稳定性及对接顶性能的影响,研究了水泥、煤矸石用量及膏体浓度不变的情况下粉煤灰掺量64.2%~69.8%,膏体流变性、泌水率、抗压强度和干缩率的变化情况。结果表明:1随粉煤灰掺量的增加,膏体流变性减弱,黏聚性增强,泌水率减小。2随粉煤灰掺量的增大,不同龄期膏体抗压强度变化不同,3 d强度变化不大,在0.5 MPa左右;7 d强度呈先增后降的趋势,在66.7%掺量时最大达到2.5 MPa;14 d强度于67.8%掺量前在4 MPa上下变化,在68.9%掺量时达到6.9 MPa;28 d强度发展缓慢,与14 d变化趋势相似。7~14 d水化作用显著,强度增长量能达到28 d强度的40%~60%。3膏体的干缩量随粉煤灰用量增加而减小,与龄期近似满足对数关系。且膏体干缩量曲线160 d开始趋于平稳,干缩率不超过0.2%。     

矿工不安全行为的社会网络分析

以不安全行为为关键词,以煤矿为主题筛选出期刊,采用改进的SNIP算法对这些期刊的影响力度进行排序,得出前3个期刊。借助UCINET软件勾勒出学者之间的网络结构,分别对期刊中的作者从密度分析、中心性分析、小团体分析和核心-边缘结构分析4个角度验证,为煤矿不安全行为专家的信息交流进行了实践性指导。     

“上柱-下垮”复合残采区中部残煤开采可行性评价

针对白家庄煤矿"上柱-下垮"复合残采区中部残煤的安全开采问题,采用实验手段研究了多重采动影响下中部残煤采场岩层的垮落特征、应力分布规律及塑性区分布范围,结合弹塑性力学理论分析了上下煤层开采造成的损伤破坏范围,对中部残煤开采可行性进行了研究。研究表明:(1)上下煤层的采动影响并未破坏中部残煤的宏观连续性,且在中部残煤开采过程中,上覆岩层结构相对稳定;(2)采场岩层的支承压力与塑性区的分布范围基本一致,二者皆可以评价上下煤层开采后层间岩层的损伤破坏范围,其损伤范围包含整个上位层间岩层和下位层间岩层的局部范围;(3)中部残煤主要受上部煤层开采影响,处于上部煤层开采损伤破坏范围之内,因此在中部7号残煤开采过程中,其采场顶板稳定性较差,应采取合理有效的顶板控制措施保证安全生产。