近浅埋大采高综采矿压显现规律研究

根据杭来湾煤矿30101首采工作面开采条件,进行了室内物理相似模拟试验研究,并对工作面进行了矿压实测分析。确定了杭来湾煤矿工作面初次来压步距和周期来压步距;给出了工作面支架所需额定工作阻力;研究了工作面大小周期来压显现规律及上覆岩层垮落特征。     

分层开采采空区下大跨度开切眼顶煤稳定性研究

为解决厚煤层分层开采采空区下大跨度开切眼顶煤支护难题,通过理论分析、数值模拟和现场监测的方法,分析大跨度顶煤承载变形破坏特征,推导失稳极值条件.提出采取以棚子支护为基础、短密集锚索加固+锚杆悬吊为主的锚护方式以提高顶煤自身承载能力的支护方法,并在现场进行监测.监测结果表明:在此支护条件下开切眼顶煤最大下沉值为12 ...     

沿空留巷研究中若干问题分析

根据大量的实验及现场矿压数据,分析了目前国内在沿空留巷基础研究及应用中的若干问题,并提出了几条建议.     

建立陕北煤田开发对环境影响模拟评价体系

针对陕北神府煤田因“无序”开采使水资源流失，涌水渍沙，顶板大面积来压给井下生产带来的灾害。结合南梁煤矿在黄土沟壑区深沟下的2—2煤采煤方法研究，通过相似材料模似实验，借鉴国外现代柱式采煤的经验，提出区内留煤柱，小区域隔离的适用开采技术，为实现“有序”开采，山川再造奠定基础。     

砌块混凝土支架的变形与破坏

通过现场观测，分析和总结了砌块混凝土支架的变形特征，柔性特征及其破形形式，由此评价了该种支架的适应性。     

多孔低压注水过程松散层沉降研究

为改善因水位降而导致的地层持续沉降,采用多孔联合长期注水的方法使松散层失水沉降得到控制。用地层光纤光栅监测系统对地层应变进行实时监测,提出了松散层压缩量计算的应变量模型,由此可以掌握注水对地层沉降的影响效果。介绍了编号Z2,Z4,Z5,Z6四个注水孔在深度138.80~171.40 m区间的注水过程,以及编号Q下-1,Q下-3,Q下-4,Z1四个水文观测孔在深度114.00~176.40 m区间的水位变化,和对应地层应变的光纤光栅监测的结果。随着注水量的增加,松散层压缩状态得到改善,由压应力向拉应力状态发展,光纤光栅传感器波长变化与同层位的水位变化趋势具有同步对应关系,注水量每增加1 000 m 3,松散层微应变增大1.715。监测表明,注水单孔流量3.79~6.00 m 3/h,年注水量达到132 973.23 m 3,可以控制松散层的沉降发展。     

区段煤柱变形光纤光栅监测应用研究

针对近距离煤层下伏工作面过上覆遗留煤柱时,发生动静载叠加诱发强矿压显现,导致区段煤柱发生变形失稳造成人员伤亡和设备破坏。为探索基于光纤光栅实时监测区段煤柱变形发育特征,分析进、出遗留煤柱阶段矿压显现机理,将FBG、光栅应力计的光测方法相结合,结合现场实测的区段煤柱变形应力应变水平参量变化规律,研究煤柱应变空间分布规律及回采过程中工作面前方煤柱内部应变时域响应特征,验证光测方法在煤体应变水平观测的可行性。结果表明：工作面回采经过上覆遗留煤柱期间,区段煤柱顶板受集中应力影响,上部岩层块体破断并发生回转导致煤柱载荷增加,随着工作面推进覆岩断裂进一步向上传递,关键层断裂回转发生导致工作面来压,最终导致区段煤柱变形失稳。根据现场光栅应变增量幅度判断煤柱内局部变形的剧烈程度,在集中应力作用下,区段煤柱变形时发生最大应变为650×10-6,上覆岩层集中应力造成煤柱应变水平峰值位置为煤柱宽度11.5 m,沿煤柱宽度方向应变表现出先增加后减小然后趋于稳定的趋势,内部应变随采动过程中影响范围在5 m左右。综合研究工作面回采经过上覆遗留煤柱时应变对区段煤柱发生变形失稳的特点和规律,以及应变水平变化和煤柱物理...     

相似材料中光纤传感检测特性分析

为了解决相似材料模拟实验中的变形检测问题，基于光时域反射技术和光纤光栅传感技术，提出了在模拟实验中采用裸露光纤、一定结构光纤及光纤Bragg光栅作为传感器进行变形检测的方法，研究并分析了以上类型光纤传感器在1．2，2m平面应力模型中随着相似材料变形的传输特性．结果表明：裸露光纤不易形成微弯；自制蛇形微弯光纤传感器可以较为准确地捕捉到材料内部的变形和破坏的信息；光纤Bragg光栅可以感知相似材料的应力变化．利用光时域反射技术检测时要采取措施增大岩层垮落过程中的光纤损耗，可进行较大变形测试；利用光纤Bragg光栅时要考虑波长的动态范围，可进行小变形及破坏过程测试．     

光纤光栅技术测量地温的方法及应用

采用一种新型的光纤光栅传感器及系统实现了地层温度的在线量测.在第四系深厚松散层钻孔地层沉降监测系统中设置了地层温度观测站,2个光纤光栅监测系统共设3个不同位置的光纤光栅温度传感器,传感器采用3层封装结构隔绝外界应变的影响,研究系统安装过程及地层长期监测过程的温度变化规律.结果表明:系统安装过程中钻孔温度发生波动,存在一个回温过程,回温时间为4~6d,温度平衡时间更长.华东兖州地区巨厚松散层深度111.16,84.44,59.35m处地层温度分别为18.281,16.407,15.039℃,平均地温梯度为4.407℃/100m.     

煤矿用光纤Bragg光栅火灾探测系统研究

采用特殊合金材料封装制作了光纤Bragg光栅火灾探测器,温度传感实验表明,该火灾探测器的温度灵敏度是裸光栅的1.755倍,实现了温度的增敏;应用该火灾探测器与光纤光栅波长解调仪、数据传输和控制总线、数据控制中心等设计了煤矿用光纤Bragg光栅火灾探测系统,该系统采用光纤光栅波长解调仪对由现场感温光栅反射回的光信号进行波长解调并测试波长的变化率,通过该波长变化率获知是否发生火灾。实验表明,该系统具有较高的火灾探测准确率,并能缩短报警时间。