基于北斗系统的GPS矿山地表监测研究

矿山地表形变是在人为和自然因素的双重作用下引起采空区上部岩土体应力状态发生变化而诱导的形变运动,严重阻碍了矿山的升级发展。矿山地表形变具有明显的滞后性,导致形变监测困难。鉴于此,将北斗系统与GPS监测系统相互结合,以矿山地表形变监测实例分析了该方法的监测效果。实践表明,基于北斗系统的GPS矿山地表形变监测方法具有较高的监测,实现了实时动态监测的目的,且监测成果具有多元化优势,能够直观地反映出形变发展规律;与传统监测方法相比,该方法具有较高的可靠性,说明该方法在形变监测中具有应用优势。     

煤锚支护在完全沿空掘巷中的应用

随着煤锚支护技术不断在煤矿中的推广与应用,沿空留小煤柱掘巷不断被应用到工作面巷道布置当中,但是对所留的小煤柱的煤炭资源无法得到回收,对煤炭资源是一种浪费。采取完全沿空掘巷方法,则是一种安全施工减少资源流失的有效措施。     

地面竖直荷载作用下采空区临界扰动深度及其稳定性研究

矿产资源开采后遗留的采空区,通过应力再分布达到新的平衡,并形成应力拱承载上覆岩层的重量。当采空区地表进行建设时,地面竖直荷载的增加可能会破坏采空区的应力平衡状态,诱发采空区"活化",导致安全隐患。为分析矿区地表开发利用适宜性,本文采用附加应力法和数值分析法,展开采空区地面竖直荷载作用下采空区临界扰动深度及其稳定性的研究。结果表明,当竖直荷载影响深度与采空区垮落、裂隙带顶部界面接触时,刚好处于临界稳定状态,结合矿区实际,计算得到矿区当荷载临界扰动深度为31.38m,并利用FLAC3D软件的模拟临界状态荷载(240kPa)下采空区的稳定性,为矿区地灾防治、土地开发利用提供必要依据。     

煤矿采空区勘查设计技术研究

为了核实紫晟煤业矿区范围内资源储量情况,以紫晟煤业地质概况为基础,采用收集资料、井下实测、瞬变电磁法、钻探、地球物理测井等方法查明2号煤层采空区范围及分布情况,分析了多项技术的工作方法及技术要求,不同技术相互补充和协同,提高了煤矿采空区探测精度。研究可为下一步采空区探测、资源储量核实提供可靠技术支持。     

基于顶板剪切梁理论的顶板破坏及断裂力学特性分析*

顶板破坏及断裂事故占矿井灾害事故的百分之七十以上。由于顶板破坏及断裂发生的主要诱因是剪切力,因此本文基于顶板剪切梁理论,结合平煤某矿FLAC3D煤岩层开采的有限元仿真结果,研究分析了采空区长度a值对煤层内部及顶板应力的影响。通过对比分析可知煤矿顶板出现冲击地压危险的主要因素有两个:一是与采空区长度a值有关,采空区长度a值越大,出现冲击地压的可能性越大,且等效应力的最大值出现在采空区长度的二分之一处;二是与顶板承受的剪切应力值有关,当该值达到顶板剪切强度极限时,顶板与煤层组成的变形系统将失稳,出现冲击地压危险。有限元仿真结果与理论预测结果的一致性说明应用顶板剪切梁理论对顶板产生破坏及断裂的预测是准确的,同时对预测、预防冲击地压中顶板破坏煤矿灾害事故的发生具有重要的指导意义。     

近距离煤层采空区下导硐分区域式支护技术研究

任楼矿Ⅱ7324N工作面上覆近距离煤层采空区,边临侧向采空区,存在导硐顶板条件差、支护困难等问题。本文通过理论计算上煤层开采对层间岩体最大破坏深度为1.21m,证明了导硐顶板的可锚性;通过实测分析架棚支护顶板围岩破坏特征及导硐后段端头效应的影响,提出锚带网索配合注浆锚索分区域式支护思路,并设计了合理的支护参数;通过数值模拟校验了方案具有可行性,最后开展了现场工业性试验。现场实测数据表明分区域式支护方案能有效抑制围岩变形,改善围岩受力状态和结构特征,充分发挥围岩的自承能力,该方案在近距离煤层采空区下导硐过程具有显著的支护效果。     

余吾矿水文地质特征及涌水量计算

以余吾煤矿为研究对象,介绍了矿井的水文地质特征,提出了3号煤的直接充水含水层为3砂、三灰。采用无限边界的承压一无压公式计算余吾矿正常涌水量为316.61 mVh,最大涌水量为398.4 mTh,并分析了相邻煤矿采空区积水目前对矿井生产影响不大,本井田3号煤采空区积水对生产影响较大,并通过公式计算得到3号煤层采空区积水量为381.7km3.     

综合防灭火技术在沿空留巷综采工作面的应用

为了防止回采过程中因推进缓慢、采空区漏风等因素导致采空区遗煤自燃,同煤集团白洞矿业公司采用了注氮、喷洒阻化剂、临时灌浆等综合防灭火方法,取得了很好效果,为沿空留巷综采工作面防灭火积累了经验。     

整合矿井采空区内掘进巷道围岩综合控制技术研究

 针对重组整合矿井总回风巷掘进通过采空区时巷道围岩稳定性差,巷道掘进、支护困难的现状。通过理论分析、方案设计、现场工业性试验,建立了采空区内掘进巷道围岩综合控制技术体系。根据掘进巷道开挖过程中遇到的三种不同情况提出了巷道掘进前高冒区充填注浆构成人工假顶及掘进时钻孔超前注浆提高围岩强度技术方法,提出了锚杆（索）网与料石墙工字钢砼背板棚联合支护的多层次综合支护技术方法,解决了采空区覆岩强度低、自承结构能力小的围岩控制技术难题。实践表明,采用综合控制技术有效保证了巷道围岩稳定,对类似条件下的井巷施工具有重要的借鉴意义。     

采空区下煤层开采覆岩破坏规律数值模拟

基于古书院矿煤层的实际地质资料,利用RFPA2D分析软件对采空区下15#煤层开采覆岩破坏进行了模拟,观察开采后15#煤层坚硬顶板的裂隙发育状况,研究采动覆岩中三带的发育高度,并对结果从采场上覆岩层移动破坏规律、15#煤层顶板位移及应力变化特征方面进行了分析。通过对15#煤层三带分布研究,编制矿井冒落带和导水裂隙带高度的等值线图,确定15#煤层的导水裂隙带最大发育高度,预测在15#煤层回采过程中,9#煤层采空区积水下渗的可能性。根据裂隙发育情况,结合顶板岩性,为15#煤建立抽放系统、治理瓦斯的论证提供依据。