低质煤煤泥无量化洗选工艺的研究

针对动力煤选煤厂研究尾煤泥不落地、无量化回收过程中存在的末煤筛分效率低、压滤尾煤泥掺混困难等问题,提出一种原煤质量在11.72～14.65 MJ/kg的动力煤选煤厂煤泥无量化分选工艺,最终实现煤炭产品全粒级回收,煤泥无量化销售,提高了商品煤综合产率,降低了环境污染,为企业创造显著的社会经济效益.     

西部山区某矿开采扰动下地形变化特征及致灾点分析

开采后地形变化是煤炭生产面临的现实问题,东部平原地区的开采沉陷问题已经得到了较为细致的研究,但西部山区受地形因素影响,如何准确地获取沉陷数据及地表变化规律仍需进一步探讨。为确定开 采扰动下山区地形变化规律,为矿区地质灾害防治提供技术支撑,以西部山区某矿工作面开采扰动区为例,首先利用无人机快速获取研究区域数字影像,生成多期数字高程模型（DEM）,得到测区下沉盆地,研究地表 随工作面开采的沉陷情况。然后利用DEM提取研究区域的坡度、坡向和起伏度信息,得到该工作面开采前后的地形整体变化情况。研究表明：研究区地表变化受地下采煤活动影响明显,具体表现为工作面开采过后,坡 度整体变缓,起伏度减小,随着后续工作面的开采,坡度和起伏度均有所变大,但是变化较小。利用坡度变化这一特征获取地下开采导致的地表致灾点,结合原始高程、原始坡度和开采沉陷情况分析致灾点的分布形 态,发现致灾点多位于海拔较高、原始坡度较小、植被覆盖率较低的沟谷、道路两侧,通过分析致灾点的位置可为矿区后续边坡治理、道路养护与土地复垦提供技术参考。     

定向钻进技术在唐家会煤矿区域水害防治中的应用

矿井水害严重制约煤炭的安全高效绿色开采.唐家会煤矿主采6号煤层,煤层顶板受砂岩水威胁,底板受奥灰水威胁,且井田内导水构造发育.采用定向钻孔进行底板隔水层探查,探明了61303工作面底板隔水层的水文异常,通过观测放水量及水质参数变化情况,发现D1、D1-1及D2三个定向钻孔在孔深400 m后存在水文异常区,且存在下部奥灰水的补给,为该工作面的安全生产提供了基础资料.顶板疏放水及底板探查治理的实践表明,井下定向钻探技术能够实现水害的超前探查和防治,在煤矿井下水害防治中具有显著优势.     

煤矿开采地表沉陷UAV-摄影测量监测技术研究

西部矿区开采地表沉陷大多呈变形速度快、损害程度深、波及范围广的特点,常规观测站已无法适应其高强度开采地表损害监测任务。如何快速、准确、全面地监测煤矿高强度大规模开采引起的地表沉陷与环境损害是矿山企业面临解决的一个关键问题。采用无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)摄影测量技术对西部高强度开采的矿区进行地表沉陷监测,给出了基本思路和方法,并以内蒙古鄂尔多斯某煤矿为例进行了应用研究,通过与水准对比评定了UAV摄影测量建立的数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)和沉陷盆地的精度。研究结果表明：UAV摄影测量技术获取的DEM精度为228 mm,沉陷盆地精度为81 mm,沉陷盆地精度为比DEM高程精度提高了64.5%;反演得到的下沉系数与水准求参结果相比,相对误差为1.4%;UAV摄影测量技术可以快速获得地表丰富的遥感影像数据,并可求出“面状”全盆地沉陷数据和可靠的沉陷参数,为矿区生态环境监测以及后续的生态修复和土地复垦提供支撑,研究成果可以为多数西部煤矿开采地表损害监测提供有效手段。     

准格尔煤田奥灰水害区域超前治理技术研究

为了研究奥灰水害区域超前治理技术在准格尔煤田的应用情况,以唐家会煤矿为例,根据61207工作面试验工程,论述了奥灰区域超前治理的受注层位及技术参数,总结了奥灰顶部层位中钻探和注浆情况,分析了试验工程的特点。研究结果表明,奥灰顶部层位钻探漏失量大、注浆量大、工程效率低,其原因与区内奥灰岩溶发育及钻探中井液压力高有关。     

煤矿中不同陷落柱地震正演研究

陷落柱的准确识别对于煤矿安全开采有重要意义。为了研究不同陷落柱的地震响应特征,使用地震波场正演模拟有限差分方法,结合陷落柱在实际地质条件下的参数,建立不同内部构造和不同尺寸的陷落柱模型,然后使用子波模拟地震激发,得到不同的单炮记录,将这些单炮记录经过处理得到水平叠加剖面和叠后偏移剖面。综合对比分析这些剖面上的波组特征以及与陷落柱的对应关系,得到内部构造不同陷落柱的特点以及不同尺寸陷落柱在地震剖面上的响应特征。     

坚硬顶板特厚煤层初采初放卸压控制及回采率分析研究

针对工作面初采期间强矿压显现现象以及采出率低的问题,以唐家会煤矿坚硬顶板特厚煤层为背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法综合研究开切眼切顶卸压技术条件下工作面上覆岩层垮落规律、围岩应力与位移演化特征、顶煤受采动影响破坏规律。FLAC^3D数值模拟发现,采用切顶卸压技术可以切断工作面基本顶和切眼煤壁的应力传递,降低工作面超前支承压力峰值,加快上覆岩层回转下沉失稳,使顶板垮落更充分,同时使工作面前方顶煤水平位移增加,顶煤得到更高程度的破坏。理论分析发现,初采切顶卸压技术使基本顶由固支梁转化为悬臂梁,工作面切顶后可以避免采空区顶板大面积悬空,使顶板迅速垮落,优化工作面应力环境。现场实测表明,该技术的应用有效解决了坚硬顶板特厚煤层工作面强矿压显现问题,保障了工作面安全开采,使综放开采可以快速放煤,大幅提高了煤炭回采效率和经济效益。     

厚煤硬顶条件下综放末采回采效率提高对策研究

针对厚煤硬顶工作面末采期间存在大面积悬顶引起的采动应力集中及回采效率低的问题,以唐家会煤矿61304工作面为工程背景,运用相似模拟试验、理论分析、数值模拟和现场实测等综合研究方法,在分析16.8 m特厚煤层以及15.8 m厚硬基本顶工作面末采期间覆岩垮落规律、悬臂结构力学传递机制、应力演化特征等影响因素的基础上,采用爆破切顶协同控制顶板技术,以达到提高回采率的目的。结果表明：覆岩悬臂结构在回采时期产生超前应力集中,导致末采期间顶煤回收量降低,停采煤柱被迫增加;爆破切顶破坏末采时期悬臂结构,切断超前采动应力传播途径,厚硬基本顶对工作面传递压力减弱,工作面放顶距离延长;悬臂角度与超前应力峰值呈负相关,悬臂长度与超前应力峰值呈正相关,通过破坏悬臂结构缩短悬臂长度可降低超前应力峰值;末采期间爆破切顶后超前应力峰值平均降低约5.76 MPa,停采煤柱缩短20 m,煤炭回收效率提高。工程实践表明,爆破切顶工艺能改善末采时期顶板悬空引起的采动应力集中,有效控制平巷围岩变形,极大提高煤炭回收效率,保障末采期间安全高效回采。     

唐家会矿地下水化学特征及其在断层导水性识别中的应用

为了识别鄂尔多斯盆地北部唐家会矿DF₁断层导水性,预防采掘工作面突水事故的发生,通过采集唐家会矿二叠系砂岩水、奥陶系灰岩水(奥灰水)共36组水样,利用Piper图、离子比例法及饱和指数法研究矿井地下水化学特征及成因,并基于水化学特征分析断层导水性。结果表明,砂岩水化学类型为Cl·HCO₃-Na型和Cl-Na型,奥灰水化学类型为Cl-Na型。砂岩水和奥灰水中Na⁺主要来源于岩盐与硅酸盐岩的溶解;奥灰水中方解石处于平衡和过饱和状态,白云石处于未饱和状态,并发生了阳离子交换吸附。随着与DF₁断层距离的减小,61101工作面底板注浆孔涌水TDS增加;11-4~#孔涌水随着时间延长,Cl^-逐渐增加,表明钻孔涌水中奥灰水的混合比例越来越大,DF₁断层在该区段为导水断层。     

基于UAV摄影测量技术的开采沉陷全盆地建模和求参北大核心

以内蒙古唐家会矿区为研究对象,获取该地区2020年8月与2021年3月无人机摄影影像数据,并制作生成DEM,将2期DEM数据相减获取该地区下沉盆地,用BP神经网络算法作去噪处理,并对比不同去噪方法的去噪效果;利用全盆地下沉数据,融合模拟退火算法(SA)与概率积分参数反演方法,求出该下沉盆地下沉系数与主要影响角正切;利用该参数模拟下沉盆地,计算出测量中误差为589 mm,占最大下沉值8.1%;最后对参数作抗差分析,在测量中误差占(1%~10%)最大下沉值时,求参结果可靠。结果表明:BP神经网络算法能够有效去除盆地内噪点,提高下沉盆地的精度,基于SA和矿区全盆地数据能够有效求取概率积分参数,弥补无人机精度不高带来的影响。