【摘 要】
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为了更加深入和客观地探索煤矿安全事故发生的特点及规律,从不同角度对国家煤监局和煤矿安全网公布的2019年及2020年全国煤矿事故数量及死亡人数进行统计,利用饼状图、柱状图和折线图等方式并结合我国当前的国内形势对我国的煤矿安全生产形势进行分析.分析表明:从整体上来看,我国煤矿事故数量和死亡人数已经处于一个相对较低的水平;从事故类型分布来看,顶板、运输以及瓦斯事故是目前影响我国煤矿安全生产的主要事故类型;在空间分布上,我国煤矿事故数量总体上呈现出北多南少的局面,南北方地区地质构造的差异以及生产能力的区别导致南
【机 构】
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山东科技大学 矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东 青岛 266590;山东科技大学 矿业工程国家级实验教学示范中心,山东 青岛 266590
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为了更加深入和客观地探索煤矿安全事故发生的特点及规律,从不同角度对国家煤监局和煤矿安全网公布的2019年及2020年全国煤矿事故数量及死亡人数进行统计,利用饼状图、柱状图和折线图等方式并结合我国当前的国内形势对我国的煤矿安全生产形势进行分析.分析表明:从整体上来看,我国煤矿事故数量和死亡人数已经处于一个相对较低的水平;从事故类型分布来看,顶板、运输以及瓦斯事故是目前影响我国煤矿安全生产的主要事故类型;在空间分布上,我国煤矿事故数量总体上呈现出北多南少的局面,南北方地区地质构造的差异以及生产能力的区别导致南北方高发事故的原因不同;在时间分布上,2月份和3月份发生的事故数量较少,而6、7、8这3个月份事故多发且集中;从具体时间段上来看,井下工作交接班时更容易发生事故.
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为了深入研究工作面两巷松动圈高体积分数CO来源规律,科学制定预防两巷防灭火技术措施,分别考察上覆采空区、相邻采空区以及本工作面随着工作面回采CO变化情况.结果表明:随着工作面回采,上覆采空区和邻近采空区未发现高体积分数CO,而本层观测钻孔内发现了高体积分数CO,证明了开采过程中两巷道未采取全断面喷浆处理,在地应力作用条件下,松动圈内裂隙煤体低温氧化时间长,破碎煤体发生低温氧化氧化所致,且运输巷侧比回风巷的松动圈更易发生自然氧化反应.
为研究典型破坏形式下煤岩裂隙面分形各向异性特征及其尺寸效应,以复杂破坏荷载作用下煤岩裂隙面为研究对象,采用激光扫描、CATIA三维模型重构等研究手段,结合分形理论,对煤岩裂隙面的分形各向异性特征及尺寸效应展开研究.研究表明:针对裂隙截面迹线分维而言,复杂破坏路径下的迹线分维范围在1.0013～1.0096之间,最大值均出现在沿裂隙扩展方向30°～90°范围内;针对裂隙截面分维而言,复杂路径破坏裂隙面的分维最大值集中在120°～300°范围内;截取的正方形裂隙截面分形维数计算结果表明,当截面尺寸边长小于20
煤矿采空区裂隙空间是瓦斯灾害和火灾主要场所,分析其内部气体流动规律首先要得到切合实际的采空区孔隙率.在分析采空区覆岩裂隙场呈“横三区”、“竖三带”的差异性分布特征的基础上,结合“O”型圈理论和岩梁理论,分析并得到采空区垮落带碎胀系数空间分布和断裂带岩层下沉量分布函数;建立了采空区孔隙率三维分布模型,通过实际案例验证模型的适用性,得到垮落带孔隙率为0.1～0.43以及断裂带孔隙率在距底板20～30 m取得最大值0.31.研究结果表明:垮落带内破碎煤岩孔隙率受碎胀系数影响呈“铲”状分布,从压实区沿x轴、y轴、
为了得到煤尘和喷雾液滴在风流作用下的运动规律,以某煤矿综掘工作面实际情况建立煤矿巷道及各主要设备几何模型,通过采用FLUENT软件的DPM模型对综掘工作面里的风流、煤尘和喷雾液滴进行耦合数值模拟.根据数值模拟结果得出:在长压短抽通风条件下配合附壁风筒使用的湿式除尘方法取得显著除尘效果,由附壁风筒出流的径向风流形成的风幕有效抑制了煤尘向巷道后方的运动;通过对瞬态结果的分析清晰知晓了煤尘和喷雾液滴的运移趋势;煤尘和喷雾液滴总体呈逐步向巷道后方扩散并逐渐被捕捉的趋势,且主要聚集在掘进机和截割面之间的区域,同时发
长壁逐巷胶结充填开采过程中充填巷道的支护效率极大地影响了掘巷速度,为了简化回采过程中充填巷道两侧处于煤体-煤体、充填体-煤体、充填体-充填体围岩动态组合时的支护,通过数值模拟得出单个开采循环内煤体和充填体的应力演化规律,针对充填巷道周围煤与充填体的不同复合承载特点,设计了3种支护方案,并分析了支护效果.结果表明,单个开采循环内的不同阶段煤体都为复合承载体系中的主要承载部分,其垂直应力最大可达34.4 MPa,应力集中系数为2.33;充填体垂直应力变化范围约为0.5～2.13 MPa,变化幅度小;在掘进过程
随着浅部煤层资源的日益枯竭,峰峰矿区现有生产矿井均进入煤田深部开采时代,深部煤层开采时会面临高地应力、高温、高岩溶水压、复杂的导水构造和强烈的开采扰动问题,各类突水新问题、新特征也逐步涌现,表现出与浅部开采不同的水文地质规律.在分析峰峰矿区历年72次突水案例的基础上,单因素地划分突水类型,多因素地归纳突水模式,根据突水水源的补给来源、开采煤层与突水含水层及通道的空间位置关系,将突水类型划分为7个大类、28个亚类、50个细类;同时,系统地总结了致灾成因的多种因素,多角度分析了突水的表现形式,基于其关键致灾因
以大柳塔矿为工程背景,综合运用数值模拟方法、现场资料数据分析,对大柳塔矿地表移动沉陷进行了规律研究.结果表明:由于工作面推进速度的提高,使得煤层上覆岩层的各个层次下沉的速度均得到不同程度的加快,从而使得上覆岩层的相对悬空时间减少,所以导致了地表移动变形的集中;通过对工作面地表现场的实际测量和分析得出了地表下沉的最大速度是430 mm/d,因为地表下沉的速度大,所以从开始下沉到达到下沉的最大值所用时间较短,并且下沉量大,走向观测线上的点Z10的最大下沉量为3.959 m,并且由于下沉地区中心位置的下沉量较大
为实现金鸡滩煤矿9～13 m特厚硬煤层的安全、高效和高回收率开采,采用理论分析和数值模拟等方法对不同割煤高度顶煤回收率和煤壁稳定性进行了分析,基于顶煤回收率、煤壁稳定性与割煤高度的对应关系提出了“以采为主,以放为辅”的超大采高小采放比技术.研制了ZFY21000/35.5/70D两柱掩护式强力超大采高放顶煤液压支架,基于抗冲击立柱、高效放煤机构等优化设计解决了超大采高综放易冲击、煤壁易片帮和硬煤易成拱的难题.超大采高小采放比综放开采是特厚硬煤提高回收率、实现高产高效的有效方式.
为充分解决软岩露天煤矿端帮稳定性问题,选取宝日希勒露天煤矿南帮边坡作为工程背景,综合运用地质勘察、室内试验、数值模拟等手段方法,分析横采内排、追踪压帮对边坡稳定性的提升作用,提出合理的靠帮开采方案.研究结果表明:当排土工作线长度达到140 m时,南帮边坡可满足安全储备要求;同时,当内排追踪距离不超过35 m时,采场及内排土场对端帮的支挡效应显现明显;建议南帮排土工作线长度布设不小于140 m,内排追踪距离不超过35 m.
为了研究锚杆支护中可能会发生的杆体破断这种力学行为,采用FLAC3D软件中的桩结构单元对锚杆进行模拟,并与物理试验的结果进行了对比,验证了数值计算的有效性;采用控制变量法研究了锚固剂的黏聚力、剪切刚度、内摩擦角及围压等参数对锚杆承载性能的影响.结果表明:锚固剂黏聚力对锚杆的支护阻力有重要影响,黏聚力过大时,锚杆受载后会发生杆体断裂;此外,随着锚杆周围围压的增大,锚固体的破坏方式从杆体与锚固剂接触面上的黏结破坏转变为杆体的拉伸破坏;在高围压条件下,更容易出现杆体的拉伸破坏.