刻槽钻杆应用于突出煤层钻进的合理参数研究

为充分发挥刻槽钻杆应用于突出煤层钻进的优势,分析了刻槽钻杆螺旋槽宽度、深度、螺距的变化对排渣效果的影响情况。建立Φ50刻槽钻杆煤层钻孔三维模型,对不同参数的刻槽钻杆在钻孔内的排渣情况进行数值模拟。研究结果表明:螺旋槽宽度为12 mm,深度为1.1 mm,螺距为 76 mm ,排渣效果最优;通过突出煤层钻进工业性试验,钻进深度平均提高36.2%,钻进效率提高41.5%,且刻槽钻杆表面温差较小。     

数字矿图中遇断层煤层底板等值线的给制

遇断层煤层底板等值线的绘制一直是数字矿图绘制中的一个难点，利用三角网法绘制等值线的原理，将断层信息融合到三角网中，能较好地处理等值线与断层之间的关系。基本思路是：先绘制断层实体，将断层类型和落差存入图形实体中。在组网时自动访问断层实体，将断层结点作为离散点参与组网，并由断层信息求得断层各结点高程，然后根据三角网追踪等值线。程序需要断层信息量少、思路简单、设计方便、自动化程度高。     

综采工作面设备防倒防滑技术

在煤矿开采过程中,当煤层倾角大于12°时,综采设备便会出现不同程度的倒滑现象。通过分析设备出现倒滑的原因,提出了相应的解决措施,为综采工作面的安装生产提供了便利条件。     

坚硬顶板松软薄煤层刨煤机开采可刨性研究

依据目前国内外刨煤机开采实践,提出了煤层可刨性综合指标计算方法,将薄煤层可刨性划分为5类,即极易刨、易刨、一般、难刨和极难刨．根据曹窑煤矿坚硬顶板松软薄煤层地质条件和矿压显现规律,计算出薄煤层可刨性综合指标值,表明该薄煤层的可刨性属于一般类型．最后优化出了薄煤层刨煤机开采设备配套方案,为曹窑煤矿进行刨煤机开采提供了理论基础．     

耿村煤矿综放开采覆岩移动和矿压显现规律研究

厚煤层综放开采矿山压力和围岩控制一直是综放开采研究的重点问题。基于义马矿区耿村煤矿特厚煤层综放工作面的地质采矿条件,采用数值模拟和现场矿压观测的方法,对综放工作面覆岩移动和矿压显现规律进行研究。结果表明:(1)综放工作面上方老顶形成"三铰拱"形砌体结构,该结构初次失稳和周期性失稳造成工作面初次来压和周期来压。老顶来压后,工作面前方支承压力趋于稳定,主要表现在最大应力集中系数和塑性区范围基本保持不变。(2)综放工作面顶板周期来压步距14.4~17.5 m,平均16.2 m,顶板来压动载系数1.81~2.04,平均1.92,顶板来压明显但较缓和。顶板来压期间支架时间加权平均工作阻力为其额定工作阻力的72.2%,选用ZF8600/18/35D型放顶煤液压支架合理。研究结果可为义马矿区综放开采围岩控制提供技术支撑。     

易自燃煤层综放末采期综合防火技术

义马耿村煤矿为易自然发火煤层,综放面停采前顶煤不放,采空区冒落的碎煤多。终采线附近采空区的碎煤和支架上的顶煤,易造成撤架期间采空区自然发火。所以采取向采空区黄泥灌浆、注浆和喷涂聚氨脂,以及实行局扇低风量通风等综合防火技术;同时设置撤架平巷,实行撤架平巷上、下方采面支架平行撤架,提高撤架速度,缩短采面末采期,防止了综放面终采线的自然发火。研究成果在义马耿村煤矿进行了推广应用。     

不同条件下带压开采煤层底板破坏深度研究

为了预防工作面底板突水,保证矿井的安全生产,以梁北煤矿11141工作面为工程背景,采用数值模拟研究了带压开采工作面推进距离、埋深、煤层厚度、断层及断层位置等不同条件对底板破坏深度的影响。研究结果表明,工作面推进距离越大底板破坏深度越大,但推进至60m后,底板破坏深度保持不变趋于稳定;埋深越大底板破坏深度越大,400m埋深增加到800m埋深,每增加200m埋深,增大速度由50%降至12.25%,增大速度逐渐减小;煤层厚度越大,底板的破坏范围越大,对底板的破坏深度无影响;存在断层则底板破坏深度越大,底板最大破坏深度增加18.2%,断层位于初次来压影响范围内比位于周期来压影响范围内对底板破坏深度的影响要剧烈。     

平煤八矿硐室围岩控制联合支护技术研究

平煤八矿二水平轨道下山绞车房硐室,采用锚(索)网喷支护以后,硐室两帮开裂、顶板喷层脱落且底鼓严重。采用理论分析、数值模拟的方法,对硐室围岩稳定性进行了分析。研究结果表明,硐室围岩岩性差、地应力高和采动影响是造成硐室围岩收敛和底鼓严重的主要原因。为此,提出了钢丝绳网锚杆支护-底板卸压槽-围岩注浆联合支护新方案,通过现场工业性试验表明,该方案能够有效地控制硐室围岩变形问题。     

Statistic constitutive equation of top-coal damage for fully mechanized coal face with sublevel caving

Under the action of abutment pressure in front of fully mechanized coal face with sublevel caving (CFSC), top-coal over CFSC deformed. In the process of whole deformation of top-coal, it changed from continuum elastic mass to non-continuum plastic mass contained fissures, become a loose body. According to its bearing characteristics and mechanical properties, top-coal mass can be divided into four deformation zones along the winning direction of CFSC, i.e. initial stress zone, elastic zone, plastic zone and loose zone. Top-coal in plastic zone located in the post-peak zone of the stress-strain curve for top-coal. With equivalent strain principle of damage mechanics and mathematical theory of statistic, combining the movement law of top-coal, set up a constitutive equation with damage statistics for top-coal in different position in CFSC. The equation illustrated the mathematical relationship among top-coal bearing capacity, horizontal confining pressure along the winning direction of CFSC and mechanical properties of top-coal material. The conclusions not only provide a basis for numerical computer simulations on damage deformation and failure mechanism for top-coal, but also further promote the application of damage mechanics in CFSC. Supported by the National Natural Science Foundation of China(40638040/D0214, 50534070/E04)     

暗斜井变形破坏与煤柱之间关系

针对千秋煤矿暗斜井穿岩巷道的特点、采动对暗斜井的影响状况, 阐述了暗斜井在保护煤柱固定支承压力作用下, 利用拱形可缩性金属支架、锚喷网支护进行一、二次大修的过程。利用围岩有效载荷系数, 解释了暗斜井变形破坏机理, 最后指出了大面积卸压是保持暗斜井长期稳定的经济有效方法, 并给出了卸压开采范围。