大统矿业超高水充填开采制浆系统设计研究

煤炭作为我国的主要能源,在国民经济发展中具有不可取代的作用。矿井面临资源枯竭的困境时,尽可能多地采出煤炭是企业存续发展的当务之急。山东省兖州市大统矿业有限公司杨庄煤矿九采区3煤层1997—2005年进行了开采,由于受当时设备和技术的限制,仅回采一分层2.2 m。为挖掘企业潜力,充分利用煤炭资源,采用超高水充填法开采剩余分层和浅部煤炭资源。结合矿井实际情况提出适应矿井的高水充填系统布置方案,在地面建设制浆站,通过专门的设备将材料骨料制成浆液,然后运用管路将浆液输送至采空区进行充填。超高水材料制浆充填系统可服务于九采区全部充填工作面,每小时制浆生产能力为320 m³,每天生产1班8 h,约2 500 m³ 可以满足2个工作面的充填开采需要,极大提高了制浆充填效率,取得了良好的效果和经济社会效益。     

综放工作面风量及采空区漏风定量检测

通过对中煤塔山煤矿30509综放工作面采空区漏风及有害气体分析的研究,总结了通过定量连续释放SF₆示踪气体,来检测工作面风量与采空区漏风的方法,测定了沿工作面采空区的漏风分布及漏风流线的深度。采用定时测量法,确定了30509工作面随工作面不断推进,与对应地表发生了导通现象;采用定量测量法,确定了内部漏风量和外部漏风量较大,对综采工作面采空区自然发火存在较大风险,同时提出了防范措施,为减少综放工作面采空区漏风、防止自然发火的发生提供了参考。     

矿井采空区地下水库抗震性研究

为研究矿井采空区水库在震动环境下稳定性和安全度的变化情况,以李家壕煤矿为研究背景,通过采用公式推导和实验室相似模拟实验的方法,分析研究地震或其他震动持续存在的情况下,采空区水库各主要部分的稳定性以及安全度的变化情况。由于坝体是支撑采空区水库正常作业的关键部分,因此,着重对坝体在地震作用下的动力响应进行分析,得到坝体在地震情况下的动力响应公式。同时,通过实验室相似模拟实验的研究得出在采空区在震动持续存在的情况下,整个采空区受扰动后安全度的变化情况:随着震动强度的增加,水库整体的安全度降低;且在震源位置已知的条件下,距离震源越近处的安全度越低。     

双侧采空不规则煤柱稳定性分析

为确定某矿3303工作面不规则煤柱处于两侧采空状态时的稳定程度,通过数学模型对不规则煤柱最小安全尺寸及煤柱稳定性系数进行计算,在此基础上,以数值模拟对不规则煤柱两侧采空状态下的应力变化规律展开分析。结果表明:煤柱最小安全尺寸为31.2 m,大于3303工作面推进36.5 m范围内不规则煤柱尺寸;煤柱稳定性系数为1.14,根据煤柱稳定性判别指标判定煤柱为稳定状态;不规则煤柱应力随工作面推进距离增大呈上升趋势,最大应力值与理论计算煤柱承载强度最小值基本一致;综合评定双侧采空状态下,不规则煤柱能够保持稳定。     

下层采空区跨度对采空区顶板稳定性影响分析

针对齐大山北采区发现的双层采空区,为了分析其稳定性受采空区空间结构的影响规律,在双层采空区正上方进行不同下层采空区跨度的爆破数值模拟试验;在下层采空区的跨度由20m增大到30m的过程中,分析了下层采空区顶板中部与两侧的节点峰值振速和单元有效应力,发现下层采空区顶板中部受爆破荷载扰动较大;计算下层采空区顶板的剪切安全系数和拉裂安全系数,发现下层采空区跨度增大,其顶板稳定性减弱。     

基于狼群算法的概率积分法模型参数反演方法研究

概率积分法模型属于典型的多元复杂非线性函数,且部分参数存在相关性,使得概率积分法模型参数反演一直是开采沉陷数据处理的热点问题和难点问题。WPA(狼群算法)作为一种新群体智能算法,已在多维背包求解问题、水电站水库优化调度以及旅行商等复杂非线性最优化问题中得到成功应用,但在开采沉陷数据处理领域尚未见文献报道。鉴于此,本文首次将WPA引入概率积分法模型参数反演中,构建了基于WPA的概率积分法模型参数反演方法。研究结果表明:WPA反演概率积分法模型参数具有较高的准确度、较好的精度、良好的稳健性,且满足工程应用标准。本文研究成果对概率积分法模型参数精准反演具有重要参考价值。     

某大理岩矿山采空区稳定性评价与综合治理对策研究

某大理岩矿山采用房柱法进行开采,遗留了大量尚未充填的采空区,成为矿区及周边地区重大的安全隐患。基于采场的三维模型,选取代表性区域建立数值计算模型,利用FLAC_^3D软件进行稳定性分析。模拟结果表明,塑性区破坏以剪切破坏为主,仅存在于?90 m水平采空区拐角处,未贯通且分布范围有限,其影响深度约向围岩内部深入0.4～1.0 m,说明岩体的破坏发生在浅层,采空区不会发生大规模失稳,整体稳定性良好;结合模糊综合评判,将采空区按照稳定性划分为稳定性良好、较稳定和较不稳定三类区域。在此基础上,提出了四种采空区综合治理方案,并从方案的技术可行性、经济性和治理效果进行分析对比,确定方案一为首选方案。从而为采空区治理和综合利用、城市发展规划提供依据。     

云冈矿采空区自然发火综合治理技术实践

针对云冈矿12#煤层8820、8822采空区出现CO泄漏事件,采用粉煤灰填充,构筑木板墙充填粉煤灰,配以墙体周边注马丽散堵漏;采用灌浆泵进行地面黄土灌浆,实施采空区灭火。通过对采空区自然发火进行综合治理,取得了良好效果,消除了自然发火隐患。     

基于VRS技术的煤矿地表变形监测实践研究

随着采深的增大,晋华宫矿开采过程产生严重的地表沉降问题,对该矿地面建构及设施造成了安全隐患。该矿选择采用虚拟参考站技术(VRS技术)来对地表沉降进行测量监测。监测结果表明,VRS技术具有更好的准确性和科学性,在监测过程中表现出测量范围广、工作效率高、工作量小的特点,可以对该矿地表沉降问题进行有效监测。     

云冈矿采空区地质灾害分析及治理

云冈矿因为煤炭资源的过度开采,引发了地面塌陷及地裂缝等一系列的地质灾害。对云冈矿地质灾害现状进行了分析,在立足采空区分布状况的基础上,采用地质测绘、地质调查、物探勘察、钻探验证综合技术对该矿采空区“三带”进行有效判断,提出了该煤矿采空区地质灾害治理方案,灌浆质量检查结果理想。