沿空留巷矿压显现规律的数值模拟

利用数值模拟的方法,以施工工作面沿空留巷煤层地质条件为背景,研究了急倾斜煤层沿空留巷条件下留巷巷道、煤柱应力和变形规律以及煤柱的稳定性,为急倾斜煤层沿空留巷施工提供了必要的技术依据。     

高瓦斯松软厚煤层沿顶掘巷开采技术

传统综放工作面巷道均布置在底板中,但对于高瓦斯、松软破碎煤层开采,巷道沿底板布置掘进极其困难.沿顶布巷集中体现了两顺槽掘进速度快、维护成本低可以确保采掘正常接续等优点.通过对高瓦斯防治、松软煤层控制及正常回采时关键技术研究表明在此复杂条件下采用沿顶布巷技术是安全的、可靠的.     

沿空留巷充填体的流变特性分析

将充填体视为黏弹塑性介质,利用最小势能原理,在分析充填体与顶板的相互关系以及充填体受力状况后,建立了考虑顶板刚度及充填体软化与流变特性的分析模型.结果表明:不考虑失稳的时间效应,充填体失稳发生的必要条件取决于充填体内部特性,即几何尺寸、材料性质等;充填体发生流变后其稳定时间随黏滞系数增大而增大,随弹性模量和塑性区宽度的增加而减少.工程中充填材料配比m水泥:m碎煤:m水=1: 2.34:0.81,实测最大栽荷7.6 MPa,充填体稳定期为8个月,与理论预计值基本吻合.     

龙固矿21201工作面带压开采防治水技术

通过天能集团公司龙固矿21201工作面带压开采防治水技术的成功实施,进一步分析了龙固矿21201工作面基于尖点突变模型底板突水危险性预测方法及底板突水防治措施.     

煤矿地下水库煤柱坝体宽度设计

地下水库储水技术已成为西部矿区实现煤炭高效开采与水资源保护并重的重要途径之一,而煤柱坝体的稳定性是地下水库设计中极其重要的部分,对地下水库稳定性起决定性作用。煤柱坝体既要保证煤炭安全开采,也要保障地下水库安全运行。地下水库煤柱坝体的稳定不仅与埋深、采动应力、地质构造等工程地质条件有关,也与水作用下的弱化作用密切相关。为研究煤矿地下水库煤柱坝体在水作用下强度弱化规律,选取西部矿区麻地梁矿5煤为研究对象,开展煤样无损浸水试验和不同含水率及反复浸水条件下单轴压缩试验。研究得到:不同含水率的煤样在0～20 h内,含水率快速增长; 20 h之后,含水率增长变缓,在20～70 h,含水率慢速增长;在70～140 h,煤样含水率增长接近稳定;煤样含水率随着浸水时间的增加而增加,但增幅逐渐减少,最终趋于稳定;随着含水率(浸水次数)的增多,煤样单轴抗压强度逐渐降低,峰值应变逐渐增大,弹性模量逐渐降低。相较于干燥煤样,初次饱水煤样、浸水3次煤样单轴抗压强度分别降低了27.1%,50.0%,弹性模量分别降低34.6%,58.5%。结合实验室试验结果,运用弹塑性力学理论探讨了煤柱坝体在不同含水率下破坏区、塑性区宽度,开展了考虑覆岩压力、水压力以及水的弱化作用下煤柱坝体宽度设计研究,并结合麻地梁矿的工程地质条件,对其地下水库坝体的宽度进行了设计。同时,进一步分析了煤柱坝体宽度的影响因素,得到含水率、埋深、煤层采厚均对煤柱坝体宽度有很大影响。     

小窑破坏区充填复采工艺研究

 摘要：针对许多矿区存在的小窑破坏区对煤炭资源开采的严重影响,结合井工二矿特厚煤层综放工作面过小窑采空区具体条件,提出采用瑞米充填材料注浆充填小窑破坏区,这可使具有流动性的浆液自行流入松散煤堆和冒落矸石中,凝固后的充填体能有效的与煤堆和冒矸胶结,具有一定的完整性。建立力学模型,理论分析计算充填形成的再生顶板的厚度下限,计算结果的可行性在工程实践得到验证。结果表明,注浆充填复采技术是处理小窑破坏区的一种先进方法,能最大限度回收小窑破坏区遗留的煤炭资源,是符合绿色开采方向的成果。     

倾斜煤层冒落矸石自然充填沿空留巷技术

利用倾斜煤层采空区冒落矸石自溜的自然现象,采取临时支护手段将采空区冒落矸石阻挡在留巷巷道上帮,并采取喷浆、注浆等措施固化冒落矸石,形成以冒落矸石为主要充填材料的稳固沿空留巷充填体.经过模拟计算和实践证明:利用破碎矸石充填留巷能够确保留巷系统的稳定性;该方法适用条件为煤层顶板中等稳定、煤层倾角30-45°;必须采取柔性措施以及提前在临时支架上方堆积碎煤矸等松散材料降低冒落矸石冲击力;临时支护必须在留巷初期对巷道顶板提供足够的支撑阻力.     

煤矿锚杆支护无损检测技术与应用

为了寻求能快速、实时、无损检测煤矿井下巷道锚固质量的方法,研究了应力波在井下锚杆系统中的传播和反射原理,研制成功本安型锚杆无损检测仪.以外力给锚杆外露端施加一瞬态激振力,所产生的应力波在锚杆杆体中传播,遇锚固位置或里端面反射,由锚杆外露端头的传感器接收反射信号,通过对所接收的反射信号进行时域、频域的处理分析,获得锚杆的锚固长度、工作荷载、极限承载能力等参数.锚杆检测仪经过大量的实验室和井下现场测试,结果表明:检测仪检测数据与锚杆实际参数相差在7%以内.     

8.0m大采高工作面煤矿地下水库建设技术可行性研究

基于补连塔煤矿8.0m大采高工作面煤层赋存条件及水文地质条件,分析了煤矿地下水库建设的技术可行性内涵,采用理论计算及UDEC数值模拟分析方法,研究确定了8.0m大采高工作面的涌水量、储水空间及导水裂隙带高度。研究结果表明,12511超大采高工作面导水裂隙带直接沟通至地表,裂采比约为23.78,满足地下水库建设对导水通道的要求。通过分析超大采高工作面上覆岩层断裂结构及各分界岩层的位移轨迹曲线,确定工作面采空区的最大储水量约为5058773m~3,满足地下水库对库容的要求。补连塔煤矿8.0m大采高工作面满足煤矿地下水库建设对水源、库容、导水通道条件的要求,可以通过建设煤矿地下水库实现对矿井水的储存于调用。     

特厚煤层小窑采空区充填复采技术研究与应用

为了保证包含小窑采空区的工作面实现正常推进、安全回采。采取先充后采充填复采技术,先用无机材料对小窑采空区进行注浆充填处理,根据工作面与小窑采空区位置关系在小窑采空区内部形成一个截割层和关键承载层,使其能够在工作面通过小窑采空区时维护回采工作面顶板和煤壁区围岩的稳定,然后布置正规综放工作面进行回采。根据复采过程中小窑采空区关键承载层力学结构,基于重物低速冲击板结构力学模型,采用机理分析与理论计算等方法对小窑采空区注浆充填机理、小窑充填区域承载关键层的稳定性进行系统分析,得出维护采面顶板和煤壁区围岩稳定的关键承载层强度和厚度参数。采用分层注浆充填技术构筑一定厚度的关键承载层能够维护采面推过小窑采空区时顶板和煤壁区的稳定。