当期目录

2022年 第43卷 第1期 刊出日期：2022-02-25

  

巨厚松散层薄基岩下煤层开采矿压显现规律研究

翟新献, 刘勤裕, 于春生, 赵晓凡, 吕超

2022, 43(1):  1. 

摘要 ( 179 )  

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为了预防巨厚松散层深埋基岩下厚煤层开采工作面溃砂溃水事故,以焦作矿区东部某煤矿16011综采工作面地质采矿条件为工程背景,采用理论分析、现场观测方法,研究了煤层开采上覆基岩分类、导水裂缝带高度与覆岩岩性和采高之间的关系。通过工业性试验得到了巨厚松散层下顶分层开采采场和巷道矿压显现规律。研究结果表明,16011工作面采用顶分层开采期间,上覆基岩属于正常厚基岩;工作面年产量达到150万t实现了安全生产。综采工作面支架时间加权平均工作阻力和循环末阻力分别为支架额定工作阻力的64.26%和71.83%;初次来压和周期来压平均动载系数各为2.32和1.76。巨厚松散层下顶分层开采采场矿压显现规律与正常厚基岩煤层开采相近。工作面前方移动支承压力影响区达到90～140 m,其中剧烈影响区范围35 m。巨厚松散层下顶分层工作面前方移动支承压力影响区和剧烈影响区范围均大于正常基岩煤层开采。研究为特厚松散层下深埋基岩下厚煤层开采顶板围岩控制提供指导和参考。

两淮矿区煤矿深部开采设计研究

章磊

2022, 43(1):  9. 

摘要 ( 176 )  

参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

两淮矿区经过多年高强度开采,采场逐步向深部转移,安全生产面临新挑战。依据两淮矿区煤矿近年安全生产现状和深部开采条件,结合现有灾害防治关键技术,从设计源头入手,在延深方式、井筒布设、水平设置、辅助运输系统等方面提出设计思路和对策,为两淮矿区深部开采及类似矿井设计提供了技术支撑和借鉴。

矿区生态恢复治理方案研究

刘德林

2022, 43(1):  13. 

摘要 ( 117 )  

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煤炭开采带来经济效益的同时,不可避免对矿区生态环境产生消极影响,矿区生态恢复治理是煤炭生产所面临的一个亟待解决的问题。针对俄霍布拉克煤矿开采过程中对生态环境造成的不利影响,提出了湿地生态绿化和矿井废水、矸石综合利用相结合的生态恢复治理方案,解决了废水、矸石的去向问题,改善了当地的生态环境,减轻了扬尘对周围环境的污染,增加了环境效益。

基于水力压裂技术的潞新一矿地应力分布规律研究

田岩飞, 梁建国, 王振刚, 王永敬, 党龙

2022, 43(1):  17. 

摘要 ( 107 )  

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为提升潞新一矿的支护水平,解决施工过程中支护、施工工艺不规范、矿业监测不到位等问题,建立符合该矿区实际的支护体系。采用水力压裂技术,在矿井5243回风巷和450轨道下山设置2个地应力测试点进行监测,结合此次和之前所测的地应力相关数据,对潞新一矿地应力场分布规律进行了分析和研究。结果表明,潞新一矿地下应力场在量值上属于中等偏低应力值区域,水平构造应力占优势。地应力测量中,最大水平应力为最小水平应力的1.81～1.87倍,最大水平应力为垂直应力的1.45～1.82倍。5个测点中4个测点的最大水平应力方向集中在N28.7°E—N19.8°W,近N—S向。

智慧矿山建设研究与探索

陆小康, 张晨

2022, 43(1):  23. 

摘要 ( 121 )  

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分析了我国现阶段煤矿智能化发展过程中出现的问题,同时结合煤矿未来智能化发展趋势和发展目标,对煤矿智能化和信息化的整体发展思路进行了探索,提出了下一步发展方向,并指出了智慧矿山发展的前景和意义。

原煤与氧化煤氧化自燃特性研究

袁勇猛, 郝明跃, 龙力华

2022, 43(1):  27. 

摘要 ( 80 )  

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以平煤六矿32010工作面的煤样为研究对象,研究了原煤和氧化煤自燃特性变化规律。结果表明,在相同煤温下,二次氧化煤在氧化过程中表现出更快的氧气消耗现象,而且一氧化碳和二氧化碳产生速率更快,放热强度也明显高于原煤,表明二次氧化煤的氧化速度快、活性高。此外,原煤与氧化煤发生自燃的上限漏风强度随煤温的升高呈现出先降低后升高的规律,在120℃左右达到极小值;同时,下限氧浓度与最小浮煤厚度随着煤温升高先升高后降低,在120℃左右达到极大值。从煤自燃极限参数和表观活化能角度分析表明,二次氧化煤较原煤活性更强,在采空区中更容易发生氧化自燃,所以曾经发生过自燃的采空区遗煤更容易再次发生自燃。

无煤柱开采条件下采空区上覆岩层“三带”探测及上行开采可行性研究

王刚

2022, 43(1):  33. 

摘要 ( 109 )  

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通过对店坪煤矿采区范围内上行开采可行性的论证与研究,探测矿井9号煤层采空区上方"三带"的准确高度,确定上覆煤层在"三带"中的位置,分析研究煤层的破坏程度及其可采性。同时,通过分析岩石力学特性、矿压测试结果、应力场与围岩破坏关系以及"三带"高度发育规律对采场支护影响等,为矿井合理开采煤层资源,在下分层9号煤层开采后反序对上分层3、5号煤层进行开采提供理论依据,也为其他同类矿区和相关领域开展无煤柱开采条件下采空区上覆岩层"三带"探测及上行开采可行性研究提供经验和理论技术储备。

液压支架平衡油缸的失效因素分析与研究

马思雪

2022, 43(1):  39. 

摘要 ( 122 )  

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通过研究液压支架的平衡油缸在工况条件下出现的断裂和锈蚀等失效问题,经过对缸底材料的检验、化学成分的分析以及力学性能的测试,最终对测试出来的的平衡油缸数据进行对比研究,得出了引起液压油缸失效的主要影响因素,从而为下一步结构设计和使用方法提供了更好的参考依据。

曙光煤矿2号煤自燃氧化气体指标实验研究

杜学明, 李鹏龙, 周全超, 许慧骞, 乔磊, 杨胜强

2022, 43(1):  43. 

摘要 ( 92 )  

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采用程序升温方法分析不同粒径实验煤样在自燃氧化过程中的气体发生发展规律,从而确定自然堆积松散煤体（由不同粒径组成）的自燃气体指标及其临界值,为建立曙光煤矿2号煤层采空区遗煤自然发火的预测预报气体指标体系提供实验依据。实验结果表明:CO气体的出现显示煤体进入自燃氧化状态,当温度超过80℃后,CO浓度呈现指数型增长,且粒径越小CO浓度越大;C2H4、C3H8气体的出现可以作为煤体进入到快速氧化阶段的重要判定指标,CO/CO2、C2H4/CH4值可以作为煤自燃高温阶段的辅助判定指标,研究结果为曙光煤矿2号煤层采空区遗煤自燃氧化状态的预测预报及主动防控提供了理论依据。

矿山修复选区激光成型用CoCrW粉末氧含量对流动性的影响

唐跃跃, 叶国晨, 张柯, 魏放, 俞洋

2022, 43(1):  49. 

摘要 ( 81 )  

相关文章 | 多维度评价

矿山修复选区激光成型用CoCrW合金粉末,因其使用粒度区间较细(一般为14～43μm)时常会发生粉末团聚、吸潮现象而使得其没有流动性,限制了CoCrW粉末在矿山设备修复以及工程机械中的应用。采用超音速真空气雾化技术制备矿山修复用CoCrW粉末,重点研究了在不同加热温度、不同保温时间下对粉末进行烘干处理后粉末的氧化程度(即粉末氧含量对其流动性的影响),结果表明:对CoCrW合金粉末进行适当的氧化处理,粉末流动性可以得到改善。粉末氧化程度随着加热温度的升高和保温时间的延长而增加,同时粉末烘干温度过高会造成粉末结块以及严重氧化。

顶板深孔爆破囊袋式灌浆无机封孔材料试验研究

曹远威, 徐大连, 李兵, 刘汉磊, 沈礼明

2022, 43(1):  53. 

摘要 ( 146 )  

相关文章 | 多维度评价

为了对张双楼煤矿74104工作面在正常回采期间冲击地压危险区域采取适当的预处理措施,设计了深孔预裂爆破防治冲击地压的方案。在瓦斯封孔"两堵一注"原理基础上进行改进,研制出适合张双楼煤矿深孔爆破现场使用的封孔囊袋以及封孔工艺。通过试验室材料试验配比的方法,对不同掺量主料、掺量外加剂条件下的封孔材料性能进行试验测试,确定了封孔材料的最终配比及性能参数。试验结果表明,封孔材料浆液配制完成后,0～10 min失去流动性,15～25 min完全固化;(0.5～2.0)∶1水灰比下浆体结石率可达100%;(0.6～1.3)∶1水灰比,结石体30 min强度即可达4.7～6.1 MPa, 2 h的强度可达6.4～9.9 MPa。应用效果分析表明,双囊袋式灌浆封孔技术提高了封孔效率与安全性,降低了封孔劳动强度,操作安全简便,为其他具有冲击地压危险性矿井的爆破卸压提供了技术支持。

浅部煤层群采掘围岩应力分布规律研究

肖青, 李南骏

2022, 43(1):  60. 

摘要 ( 117 )  

相关文章 | 多维度评价

对于近距离煤层群,上煤层开采后底板的变形破坏和应力分布情况是影响下煤层回采巷道布置的关键因素。矿井浅部资源回收时,通过理论分析和数值模拟,对某矿9煤巷道在掘进过程中是否受到上位7煤回采工作面产生的超前支承应力和侧向支承应力的影响展开研究,对实现矿井安全开采和经济开采具有重要意义。

复合顺倾弱层边坡变形破坏机理研究

Karimov Nodirbek

2022, 43(1):  64. 

摘要 ( 111 )  

相关文章 | 多维度评价

针对复合顺倾弱层边坡易发生破坏的工程难题,以某露天矿采场东帮为研究背景,采用理论分析与数值模拟综合分析了采场东帮的滑坡形式及破坏机理。结果表明:通过极限平衡法对东帮边坡稳定性分析后得出最危险区域的稳定系数为1.27,此数值大于确定的安全储备系数1.2,满足生产对安全的要求。顺倾弱层因生产导致剥、采工程的逐渐变化,将被陆续暴露在坡面上,演化为滑体的下部边界,致使东帮滑坡是以圆弧和弱层共同作用的组合形式;边坡岩体在重力的作用下,上部岩体会挤压下部岩体沿着顺倾弱层发生滑移。弄清边坡破坏形式和机理,能够为优化边坡的空间形态和边坡防滑提供理论依据,保证煤矿高效生产及人员生命安全。

张双楼煤矿通风系统模拟优化研究

姚文宇

2022, 43(1):  70. 

摘要 ( 141 )  

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为更好地保证张双楼煤矿通风系统满足矿井通风需求,进行了通风系统优化研究。首先,进行了矿井通风系统阻力及风流参数测定,获取通风系统基础数据;在此基础上构建了矿井通风系统模型,通过计算机模拟优化矿井通风系统。应用表明,通过计算机模拟优化后的矿井通风系统更加稳定可靠与科学合理。

煤层注水软化工法及效果分析

李兵, 杜伟乾, 李昱江, 马擎, 刘汉磊

2022, 43(1):  74. 

摘要 ( 112 )  

相关文章 | 多维度评价

随着采掘深度的增加,张双楼煤矿采取高压注水的方式对深部煤层进行卸压,以降低冲击地压灾害发生的风险。为分析张双楼煤矿深部煤层的注水效果,重点研究了74104工作面注水孔附近10 m内煤层的含水率变化规律以及注水孔处煤样由浅及深的含水率变化规律。测试结果表明,距注水孔2、4、7 m位置处由浅至深取出的煤样,其含水率随着取样位置深入而逐渐增大,且相较于煤层天然含水率提升了1.66%～3.17%,此规律也验证了张双楼煤矿深部煤层的注水效果较好。

新庄煤矿瓦斯地质单元划分与瓦斯防治

宋训东, 王平, 赵长闯

2022, 43(1):  78. 

摘要 ( 129 )  

相关文章 | 多维度评价

统计了新庄煤矿近年来瓦斯涌出量及煤层瓦斯含量基本情况,分析得出影响该矿井瓦斯含量变化的主要因素有开采标高、断层、褶曲、上覆岩层厚度等方面。在此基础上,结合矿井开采实际划分了矿井瓦斯地质单元,根据不同地质单元内瓦斯赋存情况,制定了有针对性的瓦斯治理措施,从而做到有的放矢地治理瓦斯,避免瓦斯超限和瓦斯事故的发生。

煤层顶板原生裂缝与采前注浆工艺技术对策

张彪, 马骥, 黄辅强, 陈庆

2022, 43(1):  83. 

摘要 ( 141 )  

相关文章 | 多维度评价

高家堡矿井原生裂缝带发育,水害威胁严重,防治水工程施工难度大。在利用三维地震数据完成裂缝预测的基础上,实施原生裂缝发育区采前注浆堵水减水工程。通过对施工现场试验及生产数据分析提出:原生裂缝发育区内裂缝是影响注浆参数变化的关键因素,岩性的渗透性次之;原生裂缝发育区内需根据煤层顶板注浆目的层段内裂缝的发育规模,选择不同的注浆材料或由不同的注浆材料进行科学配比形成的混合浆体;注浆方式采取充填、间歇、快速封堵或相结合的复合方式。目前针对204等工作面实施的原生裂缝发育区采前注浆堵水减水工艺效果明显,矿井涌水量下降显著。

封闭水文地质单元条件下工作面顶板水害治理实践

王栋任

2022, 43(1):  90. 

摘要 ( 125 )  

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新疆哈密大南湖五号矿井18煤顶板以上约20 m处赋存Ⅲ-1含水层,该含水层孔隙、裂隙发育,孔隙度高,渗透性能好,地下水储量丰富,因区域水文地质单元相对封闭,以净储量为主且量大,成为工作面回采时的首要威胁。为满足哈密大南湖五号井1803工作面安全回采要求,提出"疏、排"的综合治理思路,重点实施了工作面顶板Ⅲ-1下段含水层疏放方案及其他防治水辅助与保障等治理技术。通过对1803工作面水害隐患及治理过程进行分析,验证了封闭水文地质单元条件下工作面顶板水害治理方法的可行性。

定向长钻孔瓦斯抽采防突技术在石门揭煤作业中的应用

郭鑫

2022, 43(1):  95. 

摘要 ( 105 )  

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针对突出煤层在石门掘煤时突出概率大、风险高等问题,山西寺河矿3号煤层回风大巷掘进工作面进行石门揭煤时,采用了定向千米长钻孔瓦斯抽采为主的防突技术,通过利用定向千米长钻孔及密集型穿层普通钻孔对揭煤区域煤层进行有效地瓦斯抽采,消除了煤与瓦斯突出危险,不仅大大缩短了揭煤时间,而且有效地保证了揭煤期间的安全,顺利完成了石门揭煤作业,为类似石门揭煤作业提供了有益借鉴。