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  • 上覆采空区积水煤层开采突水危险性研究2021年第10期

    作者:陈 超

    单位:(山西天地王坡煤业有限公司,山西省晋城市,048021)

    摘 要 为了摸清王坡煤矿15号煤层开采是否受上覆3号煤层采空区积水威胁,理论分析了3号煤层与15号煤层之间主关键层的位置、基采比、关键层破断裂隙贯通的临界高度等参数,预测原始条件下开采15号煤层覆岩导水裂缝带高度为69.13 m;采用经验公式,计算得出原始条件下开采15号煤层覆岩导水裂缝带高度为64.82~86.76 m。采用双端堵水器试验法实测了3号煤层采动影响底板破坏深度为20.39 m;采用经验公式计算得出3号煤层采动影响底板破坏深度为19.44 m。由于3号煤层与15号煤层之间平均间距为88.02 m,且大采高和放顶煤开采的垮落带和导水裂缝带高度要比分层开采高,经综合分析得出,开采15号煤层将面临上覆3号煤层采空区积水威胁,开采前需对上覆3号煤层采空区积水进行疏放。

    关键词 上覆采空区;采空区积水;主关键层;导水裂缝带;底板破坏深度

  • 近距离煤层群一次采全高工作面瓦斯涌出源精准分析2021年第10期

    作者:张 镭1,崔 聪2,3

    单位:(1.云南煤化工集团有限公司,云南省昆明市,650231;2.煤炭科学技术研究院有限公司,北京市朝阳区,100013;3.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院),北京市朝阳区,100013)

    摘 要 长岭煤矿属于近距离煤层群高瓦斯矿井,煤层瓦斯压力大,瓦斯含量高,为了精准分析回采工作面不同时期瓦斯涌出来源及涌出量,以C5b煤层152105回采工作面为研究对象,应用现场测试及数值软件模拟方法开展了回采工作面瓦斯涌出量、开采层瓦斯涌出量、邻近层瓦斯涌出量、采空区瓦斯浓度分布规律及邻近工作面漏风规律研究工作。

    关键词 近距离煤层群;一次采全高;瓦斯涌出;回采工作面;邻近层;采空区;邻近工作面;数值模拟

  • 煤矿安全双重预防机制理论、应用与发展研究2021年第10期

    作者:李 爽1,2,贺 超1,2,许 锟12

    单位:(1.中国矿业大学经济管理学院,江苏省徐州市,221116;2.中国矿业大学安全科学与应急管理研究院,江苏省徐州市,221116)

    摘 要 为推动双重预防机制更好落地,分析了煤矿双重预防机制运行的现状、存在的问题,并提出煤矿双重预防复合PDCA模型。双重预防复合PDCA模型由风险、隐患和体系3个闭环在不同层面上运行构成,并不断提升。指出智能化双重预防是煤矿智能安全的核心,也是双重预防机制的发展方向,阐述了智能化双重预防的基本逻辑与特点以及推广后对安全生产与安全监管监察发挥的重要作用。通过智能化双重预防数据能够同时了解企业安全生产主体责任履职情况和履职效果,并为监管监察部门创新“线上日常巡查+现场精准核查”的监管监察模式提供有力支撑。

    关键词 煤矿安全;双重预防机制;管理体系;PDCA模型;监管监察模式

  • 宁东矿区坚硬煤岩体工作面综合卸压技术回顾2021年第9期

    作者:吕兆海,沈铭华1,张 兵1,辛广伟1,李方洲2,何维胜1,张艺耘1

    单位:(1.国家能源集团宁夏煤业有限责任公司,宁夏回族自治区银川市,750004;2.英国利物浦大学,英国利物浦,L69 3BX)

    摘 要 宁东矿区坚硬煤岩性质顶板造成工作面基本顶悬空面积增大、支架不接顶倾倒、煤壁受压片帮、巷道收缩变形等一系列动力灾害;综合回顾了宁东矿区坚硬煤岩体顶板综合卸压技术发展现状,以金家渠煤矿综采工作面初采期间强制爆破坚硬顶板、羊场湾煤矿采用煤帮大直径钻孔+煤帮爆破钻孔卸压和顶板深孔预裂、金凤煤矿在运输巷采空区侧采用爆破技术进行定向预裂预留巷道、梅花井煤矿对其回风及运输巷采取水压预裂的方式提前切裂超前段顶板为研究对象,探讨爆破及水力压裂两种方式下的围岩弱化、应力转移、诱导矿压破煤的机理及现场试验过程,分析致裂后的岩层结构形态、矿压分布特点,进而探索出一套适合宁东矿区坚硬煤岩体的卸压技术及施工工艺。

    关键词 水力压裂;切顶卸压;弱化;爆破;应力转移;恒阻锚索

  • 工作-家庭冲突对矿工不安全行为的影响研究2021年第9期

    作者:孙凤君1,寇静娜1,徐泽阳1,刘钰欣2,马泽华3

    单位:(1.太原理工大学经济与管理学院,山西省晋中市,030600;2.山西航天清华装备有限责任公司, 山西省长治市,046012;3.潞安化工集团古城煤矿,山西省长治市,046000)

    摘 要 工作-家庭冲突是产生不安全行为的主要因素之一。为探讨矿工不安全行为的产生机理,导入心理韧性和自我效能感两个中间变量,以198位矿工的问卷调查为数据来源,运用AMOS22.0软件,建立SEM模型,寻找工作-家庭冲突与矿工不安全行为间的相互关系。最终证明:工作-家庭冲突与矿工不安全行为存在显著正相关关系;心理韧性和自我效能感是工作-家庭冲突与矿工不安全行为的中介变量;减少工作-家庭冲突的发生、提高个人心理韧性与自我效能感,可在一定程度上减少矿工不安全行为的发生。

    关键词 工作-家庭冲突;不安全行为;自我效能感;心理韧性;SEM模型;中介变量;煤矿生产安全

  • 侏罗纪煤田煤层底板砂岩水害特征与防治技术2021年第9期

    作者:赵宝峰1,2,吕玉广3

    单位:(1.中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西省西安市,710054;(2.陕西省煤矿水害防治技术重点实验室,陕西省西安市,710177;(3.内蒙古上海庙矿业有限责任公司,内蒙古自治区鄂尔多斯市,016299)

    摘 要 为了查明侏罗纪煤田煤层底板砂岩水文地质条件进而避免水害事故的发生,通过抽水试验和放水试验,计算单位涌水量和渗透系数最大值分别为1.070 9 L/(s·m)和2.060 3 m/d,含水层富水性和渗透性较好;底板砂岩含水层在大流量长时间放水条件下具有一定的可疏性;通过水化学分析和三维荧光光谱分析可以有效区分井田内各含水层地下水水质;结合典型水害案例,揭示了底板砂岩水害的形成机理并总结其特征,提出底板砂岩含水层的防治技术。结果表明:侏罗纪煤田底板砂岩含水层水文地质条件较以往认识复杂,部分区域含水层富水性和渗透性强。煤层底板砂岩含水层对下组煤的采掘活动威胁较大,可通过注浆堵水或者疏水降压来对底板砂岩水害进行治理和防控。

    关键词 侏罗纪煤田;底板砂岩含水层;抽水试验;放水试验;水害形成机理;防治技术

  • 云南省煤矿瓦斯事故统计分析及瓦斯区划研究2021年第8期

    作者:穆 伟1,苗亦新2

    单位:(1.陕西煤田地质集团,陕西省西安市,710018;2.云南省一九八煤田地质勘探队,云南省昆明市,650218)

    摘 要 为了系统防治及综合利用云南省煤矿瓦斯,在分析云南省煤炭资源分布及开发现状的基础上,开展了云南区域性煤矿瓦斯事故统计分析及全省煤矿瓦斯区划研究。分析研究表明,云南省煤矿瓦斯事故类型主要有瓦斯爆炸及燃烧、瓦斯窒息和煤与瓦斯突出三大类,随着开采深度不断加大,煤与瓦斯突出事故明显增多;瓦斯事故主要发生在高变质的无烟煤、贫煤、瘦煤和中变质的焦煤中;云南省煤矿瓦斯具有明显的区域分布特征,其区域性规律主要与成煤地区的成煤时代、瓦斯赋存规律、地质构造及其演化、煤矿开采现状等有关。在此基础上,将云南省煤矿瓦斯区划为5个一级单元、9个二级单元。

    关键词 煤矿瓦斯事故;统计分析;瓦斯区划;云南省

  • 蒙陕矿区大储量采空区水害综合防治技术创新与实践2021年第8期

    作者:王小勇

    单位:(乌审旗蒙大矿业有限责任公司,内蒙古自治区鄂尔多斯市,017307)

    摘 要 纳林河二号矿井31121采空区积水具有储量大、动态补给量大等特点,为了防治31121采空区水害,保障相邻31120工作面回风巷安全掘进,将31121采空区积水分成整体疏放积水区与局部疏放积水区,利用泄水巷布置钻孔、辅回撤通道密闭墙导水管、工作面回风巷硐室密闭墙导水管、回风巷布置钻孔等方法,通过采取分区管理、预测预报、多点疏放、低位布孔、持续畅通、先整体后局部、先观测后分析、先疏放后掘进、效果评价等综合防治技术,成功消除了31121采空区积水的威胁,仅用41 d成功疏放31121采空区积水32.3万m3,将整体水位降至局部水位以下且局部水位降至1 m以下,保障了31120工作面回风巷掘进安全。

    关键词 采空区水害;沿空掘进;小煤柱;分区管理;多点疏放;蒙陕矿区

  • 中厚煤层采煤面停采期间采空区综合防火工艺研究2021年第7期

    作者:王明龙,李 强,孟凡平

    单位:(枣庄矿业(集团)付村煤业有限公司,山东省济宁市,277605)

    摘 要 为解决综合开采技术下中厚煤层的自然发火问题,结合枣庄矿业(集团)付村煤业有限公司综采面接续状况,首先对留煤柱开采自燃进行分析研究,选定一次采全高具有代表性的3上603综采面作为采空区自燃“三带”区域测定地点,对回采过程中采空区的气体成分、浓度进行取样分析,基于流体动力学理论开展采空区自燃“三带”模拟,揭示其随回采进程推进的变化规律,进而确定正常回采情况下的采空区自燃危险区域。针对3上603综采面停采期间因煤炭缓慢蓄热升温及其他原因引起的自然发火隐患,结合3上603停采面的实际情况,提出“降低供风量+封堵漏风通道+煤壁喷涂封闭+两巷采空区浮煤隔氧冷却”的治理思路。

    关键词 中厚煤层;采空区;煤自燃;气体成分;气体浓度;自燃“三带”划分;计算流体力学

  • 煤矿安全自主管理体系建设构想2021年第7期

    作者:樊强利

    单位:(中煤科工能源科技发展有限公司,北京市朝阳区,100013)

    摘 要 对我国煤矿安全管理的风险特点和现状进行了梳理,提出以追求建设“安全、高效、绿色、和谐”的现代化煤矿为指引,结合企业发展的实际情况,提出现代煤矿安全自主管理体系的建设构想。通过将“2-4” 新型现代事故链模型应用于煤矿安全隐患的分类中,将煤炭生产中的安全隐患进行分类管理,最终实现企业安全管理规范化、生产组织高效化、基层建设自主化的目标。

    关键词 安全自主管理体系;煤矿安全管理;现代化煤矿;煤矿安全隐患;分类管理

  • 山东能源冲击地压大数据综合监管平台建设研究2021年第7期

    作者:王 超1,郑志超2,孔 超2

    单位:(1.山东能源冲击地压防治研究中心兖煤分中心,山东省邹城市,273500;2. 山东爱拓软件开发有限公司,山东省泰安市,271000)

    摘 要 山东能源集团有限公司冲击地压矿井数量多、地域分布广、地质条件复杂,为解决冲击地压防治工作形势严峻的问题,新山东能源集团有限公司整合了兖州煤业与原山能防冲中心力量,建设了冲击地压大数据综合监管平台。首先分析了冲击地压大数据综合监管平台在建设过程中存在的问题,针对这些问题通过信息网络化、数据传输方式与数据采集手段、高并发与快速响应、数据存储与空间信息处理、分布式协同服务器、WebGIS的方法和技术进行了解决;分析了平台综合应用技术后的架构;从煤矿防冲资料的完整性监管、工作面邻近距离监管、煤矿防冲日报监管、煤矿综合冲击指数监管、煤矿监测系统运行状态监管、数据集成状态监管、监测异常与煤矿处置情况监管及其他监管功能8个方面对平台的功能进行了介绍;通过案例分析了平台的实际应用效果;最后总结了平台的优势与创新点。

    关键词 山东能源集团;冲击地压;大数据;防冲平台;信息化监管机制

  • 工作面停采位置优化与冲击地压防治技术研究2021年第6期

    作者:孙德全1,2,李 杨1,2,李海波 1,3,毛开江4,朱志洁5

    单位:(1.山东省深部冲击地压灾害评估工程实验室,山东省济南市,250100;2.山东省煤田地质规划勘察研究院,山东省济南市,250104;3.山东省煤田地质局物探测量队,山东省济南市,250104;4.应急管理部信息研究院,北京市朝阳区,100029;5.辽宁工程技术大学,辽宁省阜新市,123000)

    摘 要 为了解决工作面末采期间,上、下山煤柱应力集中引起的冲击地压难题,以双鸭山矿区西二采区九层四片工作面为研究对象,探索了停采区域冲击地压控制技术。针对设计的20 m煤柱的停采方案,模拟得到:工作面采动应力影响范围涉及轨道下山,轨道下山煤岩体应力达到32~44 MPa,应力集中系数为1.83~2.51,轨道下山应力集中明显,发生冲击地压的可能性较大。随着轨道下山与停采线距离的增加,轨道下山冲击地压危险区域逐渐减少。建议轨道下山与停采线的距离为40 m,同时对轨道下山采取大直径钻孔卸压的卸压防冲措施。

    关键词 停采位置优化;冲击地压;应力分布规律;大直径钻孔卸压;应力监测

  • 浅埋特厚硬煤层过沟谷开采超前区域弱化控制技术2021年第6期

    作者:杨俊哲1,吕清绪2,郑凯歌3,4,李彬刚3,李 果2,李延军3,杨 欢3

    单位:(1.国家能源集团新街能源公司,内蒙古鄂尔多斯市,017208;2.神东煤炭集团有限责任公司,陕西省榆林市,719315;3.中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西省西安市,710054;4.安徽理工大学,安徽省淮南市,232001)

    摘 要 针对沟谷区域浅埋特厚硬煤层工作面回采过程截割困难、回采进尺低下、采煤设备损耗严重等问题,采用数值模拟和工程应用等综合方法,研发了煤矿井下本煤层定向长钻孔分段压裂弱化技术,探讨了分段水力压裂厚硬煤层弱化作用及裂缝形成机理,并在典型工作面开展了应用。结果表明: 工作面回采方向与沟底走向夹角大于75°时,工作面超前支撑压力低,是造成厚硬煤层难截割的关键原因。通过分段水力压裂施工,可在煤层中形成走向、径向交互裂缝,与天然裂缝沟通形成裂缝体系,弱化煤体强度。孔内瞬变电磁探测显示,单个钻孔形成6个低阻异常区,压裂弱化影响范围最大为35 m。压裂后煤壁形态由直立完整变为明显破碎状,回采进尺由单日平均8.00 m提升至12.13 m,增幅51.6%,验证了特厚硬煤层弱化的有效性。

    关键词 沟谷区域;厚硬煤层;分段压裂;裂缝体系;孔内瞬变电磁;压裂弱化影响范围

  • 水力挤出防突技术在寺家庄矿的应用研究2021年第5期

    作者:王晓东1,李耀谦1,魏诚敏2

    单位:(1.华阳新材料科技集团有限公司,山西省阳泉市,045000;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)

    摘 要 针对寺家庄矿目前防突效果较差、掘进速度慢的现状,通过在该矿15104工作面采用水力挤出防突技术现场试验,确定了最佳注水压力、注水孔有效影响半径、终孔间距、注水孔孔深、封孔孔深等关键技术参数。采用钻屑瓦斯解吸指标K1,结合掘进进尺、瓦斯涌出特征,对水力挤出防突效果进行了全面效验分析。结果表明,最佳注水压力为12 MPa,注水孔有效影响半径1.0~1.5 m,终孔间距2~3 m,注水孔孔深12 m,封孔孔深6 m。水力挤出措施合理效检时间应为措施实施后3 h,施工时间同超前排放钻孔相比大幅度降低,掘进速度提高到1.5倍以上,使用过程中瓦斯不超限且效检超标率低于10%,研究成果对寺家庄矿安全生产起到重要作用。

    关键词 水力挤出;注水压力;有效影响半径;终孔间距;注水孔孔深;封孔孔深;钻屑瓦斯解吸指标;效验分析

  • 煤矿井下边角煤柱不规则回采冲击地压防治探索2021年第5期

    作者:肖自义1,陈建文2,左常清2,李 勇3

    单位:(1.山东煤矿安全监察局鲁西监察分局,山东省济宁市,273500;2.汶上义桥煤矿有限责任公司,山东省济宁市,272500;3.济宁矿业集团,山东省济宁市,273500)

    摘 要 义桥煤矿4310工作面为边角煤柱回收的不规则工作面,工作面沿断层走向布置,同时受采深、断层构造、邻近采空区等因素影响,工作面采掘期间受高静载和断层活化强动载叠加作用,极易诱发冲击矿压事故。针对4310工作面复杂地质及开采技术因素,通过优化工作面布置以及大直径钻孔、煤层松动爆破及爆破断顶多方式联合卸压等手段,显著降低了4310工作面应力叠加现象,取得了积极效果。

    关键词 边角煤柱;不规则回采;冲击地压;开采布置优化;联合卸压;防冲措施

  • 裂缝带顺层长钻孔瓦斯抽采技术研究2021年第4期

    作者:郝 钢1,2,王 飞1,王永文3,贺志宏4,刘 斌3,申 龙3

    单位:(1.太原理工大学安全与应急管理工程学院,山西省太原市,030024;2.山西焦煤汾西矿业宜兴煤业有限责任公司,山西省吕梁市,032300;3.山西汾西矿业(集团)有限责任公司,山西省晋中市,032000;4.西山煤电(集团)有限责任公司,山西省太原市,030000)

    摘 要 为进一步提高采空区裂缝带瓦斯抽采效果、降低矿井瓦斯治理成本,保证工作面安全回采,曙光煤矿引进大直径顶板定向长钻孔技术对工作面覆岩裂缝带瓦斯进行抽采,同时对高位定向钻孔布置层位及施工工艺进行了研究。现场工业性试验表明,垂直方向上定向钻孔层位布设于裂缝带中下部瓦斯聚集区域17.1~22.8 m;水平方向上钻孔分布范围距回风巷15~35 m,钻孔间距为10 m。与普通高位钻孔抽采技术相比,该套技术不仅大幅减少高位钻场数量和钻孔进尺量,显著缩短施工工期和降低施工成本,而且瓦斯抽采效果明显优于常规钻进技术,平均单孔瓦斯抽采纯量由0.15 m3/min提高到1.55 m3/min,提高了9倍;钻孔抽采寿命由18~33 d提高到146 d以上,提高了4倍以上。

    关键词 高瓦斯;裂缝带;大直径顶板定向长钻孔;高位钻孔;瓦斯抽采

  • 布孔间距影响瓦斯预抽效果的模拟及应用研究2021年第4期

    作者:李 可1,董春发1,徐传玉1,张 文1,季鹏飞2,孔祥国2

    单位:(1.陕西彬长小庄矿业有限公司,陕西省咸阳市,713500;2. 西安科技大学安全科学与工程学院,陕西省西安市,710054)

    摘 要 依据小庄矿40205综放工作面煤层瓦斯实际赋存条件,同时考虑吸附-游离两态瓦斯,建立了煤层瓦斯预抽理论模型,利用COMSOL Multiphysics模拟了不同布孔间距下的煤层瓦斯压力分布情况,确定了合理的顺层预抽钻孔布孔间距,并应用于现场实际抽采工作。数值模拟显示:布孔间距在1.8~2.5 m时,两孔中心最大瓦斯压力的增长速率较大;布孔间距在2.5~3.5 m时,其增长速率有所降低;当布孔间距为3.0 m时,预抽0~90 d时煤层瓦斯压力下降速率较大,预抽90~210 d时煤层瓦斯压力下降速率逐渐减缓;抽采过程存在最佳抽采时间;40205综放工作面顺层预抽孔布孔间距设置为3.0 m,预抽90 d时,钻孔间最大瓦斯压力降至182.435 kPa;预抽210 d时,钻孔间最大瓦斯压力降至178.230 kPa,可将煤层瓦斯压力降至50%以下,保障预抽达标。现场应用显示:40205工作面回风巷瓦斯抽采纯流量大且较为稳定,基本稳定在1.50 m3/min左右,预抽效果较理想。

    关键词 布孔间距;瓦斯预抽;顺层钻孔;数值模拟;瓦斯压力;预抽效果

  • 高瓦斯矿井快速掘进工作面动态瓦斯涌出规律研究2021年第3期

    作者:姜亦武1,王 超2,邱春亮3,宁廷州3,安学东3,杨俊生3,孙红星3,赵鹏翔2

    单位:(1.兖矿新疆能化有限公司,新疆自治区乌鲁木齐市,830010;2.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西省西安市,710054;3.兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿,新疆自治区昌吉市,831100)

    摘 要 为降低新疆硫磺沟煤矿(4-5)06掘进工作面瓦斯涌出,采用灰色理论通过MATLAB计算软件进行关联度分析,选取时间、日进尺、日产量等关键影响参数对掘进工作面动态瓦斯涌出规律进行探究。研究结果表明,(4-5)06轨道巷掘进工作面瓦斯涌出量为1.385 0~1.800 5 m3/min。断层是影响瓦斯涌出量的主控因素,瓦斯涌出量受日进尺和配风量的影响较大,而受围岩岩性、褶皱、累计进尺和累计天数的影响较小。以此为依据,对(4-5)06掘进工作面采取了瓦斯实时监测、有效通风技术的应用措施,保证了工作面安全推进,提高了矿井安全生产质量。

    关键词 高瓦斯矿井;掘进工作面;瓦斯涌出量;灰色理论;瓦斯预抽

  • 坚硬覆岩大倾角综采工作面安全开采保障技术研究2021年第3期

    作者:吕兆海,苑振山,王占亭,刘 涛,岳晓军,岳学伟,张戈军

    单位:(国家能源集团宁夏煤业有限责任公司,宁夏自治区银川市,750004)

    摘 要 坚硬覆岩大倾角煤层开采面临坚硬基本顶大面积悬顶、液压支架倾斜挤架、煤壁飞矸、刮板输送机“上窜下滑”等典型问题,严重制约安全高效开采。基于工作面顶板载荷及垮落步距提出爆破预裂强制放顶;基于覆岩“三带”参数,构建超前疏放水体系;基于支架失稳、飞煤飞矸、刮板输送机下滑,构建采场管控措施;基于自然发火分析,构建注氮灌浆综合防灭火体系;基于LM-SAC 1.0支架电液控系统、LASC高精度三维惯导定位系统、SAV视频监测系统,构建设备分机控制及设备集成控制,为实现大倾角煤层工作面安全高效开采提供了新技术与新思路。

    关键词 坚硬覆岩;大倾角;保障技术;顶板管控体系;排水体系;采场管控体系;防灭火控制体系;智能监测监控体系

  • 综放面复杂火区治理及防二次氧化技术应用研究2021年第2期

    作者:司卫彬1,2

    单位:(1.徐州安云矿业科技有限公司,江苏省徐州市,221008;2.中国矿业大学通风防灭火研究所,江苏省徐州市,221008)

    摘 要 为有效治理易燃特厚煤综放面在末采铺网期间煤自燃火灾隐患,以潞新公司5243工作面为工程背景,理论和实践相结合分析了末采铺网期采空区自然发火的诱因,预测采空区3~5 m处为易自燃区域位置,并向预测危险区域施工钻孔,采取了灌注三相泡沫大范围覆盖包裹火区浮煤,注氮惰化、提高采空区压能,减少漏风和灌注液态CO2快速惰化降温的综合防治手段,且制定了火区启封后隔氧、惰化、覆盖降温为一体的防二次氧化措施。通过现场应用,实现封闭火区灾害的有效治理和安全启封,保障了工作面采煤设备及支架的回撤。

    关键词 综放面;自燃火灾;三相泡沫;注氮惰化;二次氧化