煤矸石基混凝土在井下巷道硬化工程中的应用试验

煤矸石是我国目前排放量较大的固体废弃物之一,利用煤矸石部分或全部代替混凝土粗骨料生产煤矸石基混凝土是其高效利用的途径。通过实验室开展不同煤矸石粗骨料替代率、水胶比、添加剂等条件下的煤矸石基混凝土的抗压强度试验,探究煤矸石基混凝土的基本力学性能,确定煤矸石基混凝土的最佳配合比。研究结果表明：煤矸石基混凝土抗压强度随着煤矸石粗骨料替代率的增大而减小;在胶凝材料中加入质量比为5%的硅灰、0.3%的减水剂有助于迅速提高煤矸石基混凝土的前期强度。在山西李村煤矿二采区胶带巷5^#辅运联巷开展了煤矸石基混凝土的井下硬化试验,验证了煤矸石基混凝土在井下硬化工程中的良好效果。     

特厚煤层坚硬顶板初次破断特征的力学分析

为了揭示特厚煤层综放工作面坚硬顶板破断与矿压显现的力学机制,基于材料力学与岩石力学等理论,建立了特厚煤层综放开采坚硬顶板初次破断力学分析模型,分析了特厚煤层综放开采坚硬顶板中弯矩的分布情况,推导了坚硬顶板超前破断位置与初次破断距的解析公式,系统研究了煤层厚度、顶板厚度、顶板弹性模量、顶板强度等关键因素对顶板初次破断特征的影响规律。结果表明:特厚煤层综放工作面坚硬顶板的初次破断距与煤层厚度呈负相关的关系,而与顶板厚度、顶板弹性模量、顶板强度呈正相关的关系。在此基础上,开展了山西韩家洼煤矿特厚煤层22203综放工作面矿压规律的现场监测,并将理论分析结果与现场监测数据进行对比分析,两者基本吻合。     

坚硬顶板深孔预裂爆破参数优化数值模拟研究

深孔预裂爆破是弱化坚硬顶板的一种有效方式,预裂爆破参数的选择对顶板弱化效果有很大影响。以山西某矿22205厚煤层坚硬顶板综放工作面的具体工程地质条件为背景,采用基于Hoek-Brown强度准则的岩体深孔预裂爆破影响区等效连续力学参数估算方法,运用FLAC3D软件建立了坚硬顶板深孔预裂爆破的三维数值计算模型,研究了不同的爆破孔距开切眼距离、爆破孔深度等关键参数对坚硬顶板初次来压的影响规律。在此基础上,合理设计优化了22205综放工作面坚硬顶板的深孔预裂爆破方案与参数,并进行了现场工程实践。现场矿压监测结果表明,采用深孔预裂爆破技术后,坚硬顶板的初次来压步距减小了约20m,显著改善了坚硬顶板来压期间的安全状况,保障了工作面的正常安全生产。     

煤矿井下巷道注浆智能数字化在线监测系统研发与应用

注浆技术是维护煤矿软弱破碎巷道围岩稳定的一种有效方式,但是目前对于煤矿井下巷道注浆过程监测和注浆质量评价缺少一种科学、有效的方法.为突破相关技术难题,提出一种煤矿井下巷道注浆智能数字化在线监测系统总体架构,确定适用于水泥基浆液物理力学特性的浆液流量、注浆压力和浆液密度/水灰比等监测传感器类型及其技术指标参数,自主研制井...