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  • 金谷煤矿沿空留巷技术研究2020年第6期

    作者:赵志超

    单位:(冀中能源邢台矿业集团有限责任公司技术部,河北省邢台市,054000)

    摘 要 针对金谷煤矿10901工作面沿空留巷浅埋煤层、复合顶板的地质条件,结合超前预裂爆破与密集支护技术,设计了2种不同形式的爆破参数,并提出了以锚梁网索作为巷道基本支护,单体支柱+π型铰接顶梁+工字钢护帮腿作为组合支护体系的围岩控制技术。根据矿压观测结果表明,在一次采动影响下,沿空留巷顶底板及两帮移近量能够保持在可控范围内,并逐渐趋于稳定,实现了金谷煤矿首个沿空留巷的成功实施。

    关键词 沿空留巷 预裂爆破 组合支护 矿压观测

  • 8.8 m超大采高综采面回采巷道合理支护参数研究2020年第6期

    作者:贾士耀

    单位:(神东煤炭集团生产管理部,陕西省榆林市,719315)

    摘 要 神东煤炭集团上湾煤矿12401综采工作面为全国首个8.8 m超大采高综采工作面,为满足采掘、运输和通风需求,该工作面回采巷道需要相对较大的设计尺寸。为确保该综采工作面安全回采试验,采用工程类比、理论计算、数值模拟和现场监测等综合研究手段,确定了超大采高综采工作面回采巷道支护方式为“锚网索带”联合支护,并确定了关键支护参数。通过数值模拟和现场实测,结果表明围岩变形量均小于10 mm,支护效果良好,验证了回采巷道支护参数的合理性。

    关键词 8.8 m超大采高综采面 支护设计 围岩变形量 工程类比 理论计算 数值模拟 现场监测

  • 复合顶板回风巷切顶卸压控制技术研究2020年第6期

    作者:王从才1 胡鑫印2 孙秋荣1 张晓琴3

    单位:(1.江苏建筑职业技术学院,江苏省徐州市,221116;2.昆山市建设工程质量检测中心,江苏省苏州市,215337;3.徐州宝丰特钢有限责任公司,江苏省徐州市,221137)

    摘 要 为研究复合顶板条件下采煤面巷道切顶卸压控制技术,以南梁矿30104采煤面回风巷为研究背景,综合运用理论分析、数值模拟和现场实测的方式,对巷道围岩控制情况进行了探究。研究结果显示:切顶卸压沿空成巷方式能够有效解决复合顶板沿空留巷的问题,通过不同切顶参数的数值模拟,确定最优切顶高度为7 m,最优切顶角度为15°,巷道采用“锚杆索+恒阻锚索”支护方式。现场实测结果表明,30104回风巷顶底板移近量稳定在210 mm,巷帮位移维持在180 mm,恒阻锚索受力维持在35 kN,切顶卸压方式对巷道的控制效果显著。

    关键词 切顶卸压 沿空留巷 围岩控制 数值模拟

  • 基于渗水试验的煤岩压裂液静态滤失特征分析2020年第6期

    作者:陈立超1,2 王生维2,3 张典坤2 孟祥凯1

    单位:(1.内蒙古工业大学矿业学院,内蒙古自治区呼和浩特市,010051;2.晋煤集团煤与煤层气共采国家重点实验室,山西省晋城市,048204;3.中国地质大学(武汉)资源学院,湖北省武汉市,430074)

    摘 要 压裂液滤失是制约煤储层压裂造缝效率、诱发储层物性伤害的关键,厘定压裂液静态滤失特征尤其是空间渗滤非均质性对于煤储层压裂液滤失机制深化、降滤失剂材料改进具有实际意义。为此采用大尺寸煤岩试样开展渗水试验研究,查明了清洁、冻胶压裂液在原生结构煤体、碎裂构造煤体中的渗水习性。研究结果表明,静态滤失过程中煤岩压裂液渗水系数和渗透速度受到压裂液体系、驱动压差及煤体结构的综合影响,整体上随着累计渗滤液量的增加均呈现出负幂指数形式的降低,清洁压裂液在原生结构煤体中初滤失现象明显。研究结果还表明,压裂液渗滤侵入原生结构煤岩导致裂缝两侧煤岩封闭性孔隙回弹响应,以及压裂液侵入构造煤岩开放孔隙内的甲烷气体置换效应,是导致煤岩压裂液静态滤失中渗滤驱动压差、渗滤速度降低的关键微观机制。

    关键词 大尺寸煤样 渗水试验 压裂液滤失 渗水系数 滤失微观机制

  • 大流量乳化液泵高压填料密封试验研究2020年第4期

    作者:叶 健

    单位:(北京天地玛珂电液控制系统有限公司,北京市朝阳区,100013)

    摘 要煤矿井下乳化液泵经常出现高压填料密封失效的问题,通过高压大流量乳化液泵工业性试验,选用了3种填料密封,介绍了填料密封的结构,分析了填料密封的机理和失效形式,并从填料密封结构所包含的填料箱、填料、柱塞及导向套等直接影响因素阐述了填料密封的使用注意事项和改善措施。

    关键词 乳化液泵 供液系统 填料密封 试验研究

  • 复杂应力区段煤柱合理留设宽度仿真研究2020年第4期

    作者:黄嘉彬1 孙晓元1 王 祎1,2 戴玉笠1,2 冯燕1,3

    单位:(1. 太原科技大学环境与安全学院,山西省太原市,030024; 2.中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京市海淀区,100083; 3.辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁省阜新市,123000)

    摘 要针对南关煤矿3205运输巷道工作面掘进与支护困难、巷道变形严重且维修频繁的现状,为破解复杂应力情况下煤柱合理留设宽度这一关键性问题,借助FLAC 3D软件进行了应力场与位移场仿真分析。研究结果表明:显著的水平应力场、邻近的采动应力场与劣化的围岩稳定性三重因素的综合作用是制约3205运输巷正常掘进作业的瓶颈。在不同煤柱宽度方案比选过程中,窄煤柱在应对较强水平应力与剪切应力作用时处于劣势。煤柱宽度越大,采动应力场对煤柱及工作面的影响越小,采掘活动更为安全。经过方案比选,最终确立留设煤柱在复杂应力区段的合理宽度为30 m。

    关键词 复杂应力 煤柱宽度 应力场 位移场 数值模拟

  • 回采工作面隐伏构造无线电波透视技术精细化探测研究2020年第4期

    作者:王圣龙

    单位:(中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆市九龙坡区,400039)

    摘 要为查明西山煤电西曲煤矿18401回采工作面影响开采的隐伏地质构造,为工作面的安全开采提供准确的物探地质资料,基于矿井无线电波透视理论,对18401工作面采用非均匀间隔观测系统进行无线电波透视探测,采用非均匀网格观测系统对回采工作面发射点和接收点进行加密布置,提高射线的覆盖密度,多次叠加提高信噪比。结果表明,针对回采工作面巷道边界未揭露、地质构造分布不明的情况,根据现场条件灵活采用非均匀间距观测系统,可以取得高精度的探测结果,提高工作面隐伏构造的探测精度。

    关键词 无线电波透视 隐伏地质构造 非均匀间隔 探测精度 回采工作面

  • 水平裂缝对坚硬顶板失稳破断的影响规律研究2020年第4期

    作者:王海洋1 周宴民1 孙 凯2 夏彬伟3 李寿龙4 刘成武5

    单位:(1.重庆交通大学土木工程学院,重庆市南岸区,400074;2.山东省煤炭泰山疗养院,山东省泰安市,271000;3.重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆市沙坪坝区,400030;4.安徽省职业病防治院职业卫生技术服务中心,安徽省合肥市,230022;5.陕西煤业化工集团孙家岔龙华矿业有限公司,陕西省榆林市,719314)

    摘 要为了研究水力压裂形成水平裂缝后坚硬顶板的失稳破断规律,基于材料力学和关键层相关理论,结合数值模拟,对含水平裂缝坚硬顶板的变形破坏特征和失稳破断机制进行了研究。结果表明:当坚硬顶板存在水平贯穿裂缝时,无论上位与下位岩层是否发生同步运动,坚硬顶板的破断步距均小于其初始极限跨距。存在水平贯穿裂缝的坚硬顶板及其上覆岩层,会形成拉压复合破坏区,更易于发生失稳破坏。坚硬顶板块体咬合点区域的拉压复合破坏作用是造成块体局部失稳、回转加剧和整体破断的主要原因。

    关键词 水力压裂 坚硬顶板 水平贯穿裂缝 破断步距 裂缝面

  • 孤岛工作面沿空巷道支护技术研究与应用2020年第3期

    作者:张照允

    单位:(兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿,山东省济宁市,272102)

    摘 要 孤岛工作面受邻近采空区采动影响,沿空巷道破坏变形严重,对工作面掘进和回采影响较大。兴隆庄煤矿在10304孤岛工作面两巷掘进过程中采用提高锚杆预紧力、增加帮部皮带梯、使用增大型锚杆螺帽提高支护体系护表面积,二次支护使用浆锚杆(索)增加小煤柱承载能力,支护效果良好,巷道变形破坏得到有效控制。

    关键词 孤岛工作面 沿空巷道 支护技术

  • 工作面运输平巷超前支护技术优化研究2020年第3期

    作者:姜明伟 王子君 戴星航 陈忠越

    单位:(辽宁石油化工大学矿业工程学院,辽宁省抚顺市,113001)

    摘 要 针对工作面运输平巷受上覆岩层自重应力和工作面采动形成的超前支承压力影响条件下的顶板控制问题,以晋能集团四通煤业205工作面运输平巷超前支护为工程背景,采用数值模拟方法分析了单体液压支柱与迈步式液压支架对工作面运输平巷超前支护效果的影响。通过对两种超前支护方式下工作面运输平巷应力分布规律及位移变化规律的分析,得出单体液压支柱支护时巷道围岩最大变形速率是迈步式液压支架支护时的两倍左右,为回采工作面运输平巷推广使用迈步式液压支架进行超前支护提供了可靠依据。

    关键词 超前支护 超前支承压力 迈步式液压支架 采动影响 变形速率

  • 井下综合物探技术探测隐伏小煤窑采掘范围研究2020年第3期

    作者:江微娜1,2 雷凯丽1,2

    单位:(1.中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆市九龙坡区,400037;2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆市沙坪坝区,400039)

    摘 要 小煤窑肆意采掘形成杂乱无序的采空区,对煤矿采掘工作面形成重大安全隐患。为了达到准确探测的目标和靶向性治理,探讨了矿井瞬变电磁法、四极测深法和矿井地质雷达法的基本原理,分析了存在隐伏小煤窑采掘情况时地层的地球物理响应特征,提出了3种物探方法相结合的井下综合物探技术,对团柏煤矿2个隐伏小煤窑井筒及采掘范围进行探测研究,并对探测结果进行了分析解释并得到钻探验证。应用表明,利用井下综合物探技术有效地探测了隐伏小煤窑井筒位置及其采掘范围,达到了对隐伏小煤窑采掘范围的多方法佐证、高精度综合探测效果,为后期针对性地治理小煤窑采空区提供可靠的技术保障。

    关键词 矿井瞬变电磁法 四极测深法 矿井地质雷达法 隐伏小煤窑 采掘范围

  • 刮板输送机圆环链故障检测方法研究2020年第2期

    作者:原长锁1 卢明立2 闵令江2

    单位:(1.国家能源神东煤炭集团,陕西省榆林市,719315;2.连云港天明装备有限公司,江苏省连云港市,222002)

    摘 要 基于ANSYS有限元软件,对刮板输送机链牵引过程中链轮和圆环链的受力特性进行了分析,介绍了圆环链故障检测装置和无线采集系统配置,详细阐述了圆环链故障检测方法和应用实施方案。检测结果表明,圆环链故障检测方法以驱动链轮齿根和圆环链受力变化规律为依据,基于先进无线传感技术实时对刮板输送机圆环链故障进行预警,能够避免因链条故障造成设备严重损坏事故。

    关键词 刮板输送机 圆环链 故障检测 信号采集

  • 李堂煤矿薄煤层开采沿空留巷技术研究与应用2020年第2期

    作者:孙秋荣1 胡鑫印2

    单位:(1.江苏建筑职业技术学院,江苏省徐州市,221116;2.昆山市建设工程质量检测中心,江苏省苏州市,215337)

    摘 要 为提高薄煤层回收率和改善采掘接替紧张关系,以李堂煤矿9-2薄煤层92102轨道巷为工程背景,采用FLAC3D数值模拟,研究不同宽度条件下充填支护墙体的应力和巷内塑性区分布,确定合理的巷内支护参数和巷旁支护参数,并进行了工业性实践。现场测试得到了92102轨道巷围岩变形规律。通过矿压监测结果分析,得出该留巷围岩的变形规律,李堂煤矿92102轨道巷沿空留巷所采用的巷旁充填方案在技术上可行,满足工程实践要求。

    关键词 沿空留巷 巷旁支护 巷内支护 薄煤层 高水速凝砂浆材料

  • 露天煤矿井工采空区火区磁法探测研究2020年第2期

    作者:王 禹1 宋子岭2 刘 峰3

    单位:(1.山西工程职业学院,山西省太原市,030031;2.辽宁工程技术大学环境科学与工程学院,辽宁省阜新市,123000;3.中煤平朔集团有限公司,山西省朔州市,036006)

    摘 要 由于早期的小煤窑不规范开采,露天煤矿内形成了许多不规则的采空区,残煤自燃造成的采空区高温易引起爆破器材自爆等危害。准确确定采空区位置及属性、采空区内火区位置,对规避露天矿安全风险十分重要。通过分析煤层着火机理和特征,提出利用磁法探测火区的物探方法。利用傅氏变换的褶积转换原理对火区的磁异常进行解释。用加拿大GSM-19T型质子磁力仪对安家岭露天煤矿首采区3 km2的重点区域进行了火区探测,分析了首采区19个磁异常点,通过综合分析确定了疑似火区,与实际相符,钻孔验证了磁法探测火区的可靠性。

    关键词 露天煤矿 采空区 火区探测 磁法探测

  • 无线电磁波透视信号响应与数据校正方法研究2020年第1期

    作者:张 军

    单位:(中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西省西安市,710077)

    摘 要 为了提高无线电磁波透视技术的探测精度和探测准确性,确保煤矿回采工作面的安全高效开采,研究了无线电磁波透视在矿井巷道发射中巷道金属体等干扰因素对发射电磁场信号的影响。由于无线电磁波透视探测结果受发射场源信号影响,通过对发射场源信号的基本理论、数值模拟研究,发现经过校正后的无线电磁波透视发射电磁场辐射响应,可以大大提高探测准确性。通过对无线电磁波透视电磁辐射响应特征的分析与校正,经过现场试验和验证,表明无线电磁波透视技术发射信号电磁辐射响应校正技术与方法能够更加精准地反映地质异常的位置,应用效果良好。

    关键词 构造探测 电磁辐射 无线电磁波 信号响应 传播规律

  • 基于钻孔电阻率法的回采工作面底板水害动态监测应用研究2020年第1期

    作者:雷凯丽

    单位:(中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆市九龙坡区,400037)

    摘 要 煤矿开采难度逐年加大,地质条件随开采深度增加越来越复杂,带压开采已成为必须面对的问题。分析了自然电位法理论,研究了激励电流及反演方法的原理,电位差和激励电流的变化均可以判定底板岩层裂隙的发育程度及其导水性。针对带压开采工作面,分析了视电阻率、自然电位和一次场激励电流的变化规律,实现了数据采集的连续性,且无导通灰岩水的迹象,达到了回采工作面动态预警的目的。应用研究表明,采用钻孔视电阻率法对带压开采工作面底板水害进行连续探测分析,可实现动态监测,为工作面的安全回采提供了有效的地质资料。

    关键词 钻孔电阻率法 带压开采 自然电位 激励电流 动态监测

  • 水力冲孔技术在大断面瓦斯隧道快速揭煤中的应用2020年第1期

    作者:冯康武1, 2

    单位:(1.中国煤炭科工集团重庆研究院,重庆市沙坪坝区,400037;2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室,重庆市沙坪坝区,400037)

    摘 要 在分析大断面瓦斯隧道揭煤特点的基础上,采用水力冲孔增透方法提高抽放半径,从而优化瓦斯治理,形成以水力冲孔增透方法为核心技术的大断面瓦斯隧道揭煤综合防突技术,应用于渝广高速华蓥山隧道揭煤工程。结果表明:水力冲孔增透方法增透效果明显,抽放钻孔抽放半径提高2~3倍以上;增透措施实施后,揭煤所需钻孔工程量大幅下降,抽放时间缩短,揭煤时间比预期缩短50%以上;水力冲孔措施弱化了煤层整体强度,采用加强支护的方法可以有效避免由此带来的弊端。

    关键词 瓦斯隧道 大断面 水力冲孔 揭煤 消突

  • 峁底煤矿老窑破坏区残煤复采工艺研究2019年第12期

    作者:张 童

    单位:(华润煤业(集团)有限公司,山西省太原市,030006)

    摘 要 为实现复杂条件下特厚煤层老窑破坏区残煤的安全高效复采,通过对峁底煤矿老窑开采图纸、地质勘查、现场揭露等情况综合分析,确定了复采研究区域老巷分布、老窑开采层位和采空区分布。结合复采煤层赋存条件和工作面设备配套情况,确定了工作面的长度。基于弹性核理论对区段煤柱宽度进行了计算,得出了区段煤柱的最小宽度。在大采高综采和综采放顶煤两种采煤工艺优缺点对比的基础上,确定采用综采放顶煤工艺。提出分区支护、及时主动支护、支护结构强化、经济合理性的支护原则和以锚杆支护为主、架棚支护为辅的动态支护方案。

    关键词 复杂条件 特厚煤层 老窑破坏区 残煤复采

  • 叠层电磁振动筛动力学及技术优势分析2019年第12期

    作者:赵环帅1 尹德夺2

    单位:(1.中国冶金矿山细粒筛分机械工程技术研究中心,河北省唐山市,063020; 2.唐山杰斯德科技有限公司,河北省唐山市,063020)

    摘 要 分析了叠层电磁振动筛的工作原理与结构特点,建立了力学模型,对其主要技术参数之间的关系进行了动力学分析,介绍了叠层电磁振动筛的技术优势。研究结果表明,叠层电磁振动筛具有关键技术及创新点,与国内外同类产品技术水平相比在驱动装置、筛箱以及筛箱与机架联接方面有显著的技术进步,具有占地面积小、处理能力大、筛分效率高等优点,具有广泛的推广和应用价值。

    关键词 叠层电磁振动筛 动力学分析 技术优势 筛分效率

  • 近距离煤层采空区及煤柱下巷道分区支护研究2019年第12期

    作者:张晓亮1 宋选民1 刘 成2

    单位:(1. 太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室,山西省太原市,030024;2. 山西介休义棠城峰煤业有限公司,山西省晋中市,030600)

    摘 要 针对下层煤工作面回采巷道垂直上覆区段煤柱的情况,通过数值模拟结合Tecplot软件分析不同宽度区段煤柱下巷道顶板的应力分布规律,对煤柱下方应力集中影响范围按应力集中程度进行了分区分析,将下层煤工作面回采巷道分为应力降低区、应力增高区、应力集中区3个应力区;结合回采巷道受采动影响后巷帮应力集中明显的情况,对不同应力分区的巷帮采取增加锚杆密度或锚索等方式进行加强支护,取得了较好的围岩控制效果。

    关键词 近距离煤层 区段煤柱 应力分布 巷道支护