【摘 要】
:
目前对孤岛工作面采空区积水弱化围岩条件下的合理煤柱留设研究较少,仅从积水侵蚀煤柱承载强度弱化影响因子、煤柱常规应力简化模型、实验室测定积水弱化煤柱强度等某一方面进行简化分析或理论研究,沿空巷道围岩控制效果不佳.针对该问题,以国能蒙西煤化工股份有限公司棋盘井煤矿I020908回风巷为工程背景,针对孤岛工作面采空区积水弱化条件下沿空巷道围岩变形严重这一特征,采用实验室测定和数值计算分析法,通过室内物理力学实验测定了干燥和吸水饱和2种条件下的煤岩体物理力学参数;基于测定的参数利用FLAC3D数值软件建立了围岩弱
【机 构】
:
国能蒙西煤化工股份有限公司棋盘井煤矿,内蒙古鄂尔多斯 017000
论文部分内容阅读
目前对孤岛工作面采空区积水弱化围岩条件下的合理煤柱留设研究较少,仅从积水侵蚀煤柱承载强度弱化影响因子、煤柱常规应力简化模型、实验室测定积水弱化煤柱强度等某一方面进行简化分析或理论研究,沿空巷道围岩控制效果不佳.针对该问题,以国能蒙西煤化工股份有限公司棋盘井煤矿I020908回风巷为工程背景,针对孤岛工作面采空区积水弱化条件下沿空巷道围岩变形严重这一特征,采用实验室测定和数值计算分析法,通过室内物理力学实验测定了干燥和吸水饱和2种条件下的煤岩体物理力学参数;基于测定的参数利用FLAC3D数值软件建立了围岩弱化数值计算模型,分析了采空区积水条件下巷道围岩侧向支承应力演化规律、塑性区分布特征;建立了考虑积水弱化的煤柱力学模型,确定了水侵条件下合理煤柱宽度为6~12 m;针对回风巷煤柱帮受积水侵蚀影响,容易产生冒顶和片帮的问题,提出了孤岛工作面水侵条件下沿空巷道围岩稳控技术方案,当煤柱宽度为6 m时,对巷道进行锚索加强支护能够有效控制巷道围岩的大变形.采用加强支护后巷道围岩变形在52 d内趋于稳定,顶底板最大移近量约为200 mm,两帮最大移近量约为130 mm,比原支护条件下围岩移近量降低85.6%,巷道围岩控制效果较好.
其他文献
为进一步研究花岗岩变形破坏的前兆特征,采用自主研发的电荷感应监测系统,获得了花岗岩变形破坏全过程时-频域信息,并设计数字滤波器降噪。研究结果表明:岩石在变形破坏过程中伴随着电荷信号产生,随着加载速率的增大,能量积聚加快,岩石破裂所需积累能量时间越短,产生高幅值电荷信号越提前,应力调整次数增多,高幅值脉冲数量增多。对信号傅里叶变换并进行频谱分析,发现信号主频分布在0~100 Hz。岩石变形破坏频域特征总体表现为主频幅值在岩石产生应力降时急剧增加,且在岩石完全破坏时主频幅值增幅最大,主频幅值与电荷感应幅值增高
煤矿井下巷道内分布的金属结构可等效为接收天线吸收电磁波能量,并在特定条件下以放电火花形式释放能量,积聚的能量存在点燃爆炸性气体的风险.针对该问题,分析了金属结构等效为接收天线时放电火花点燃瓦斯气体的条件,推导出放电火花作为负载可吸收最大功率的计算表达式,得出瓦斯气体体积分数为8.5%时,金属结构等效为接收天线情况下放电火花不会点燃瓦斯气体的最大允许功率为2.8 W.通过Wireless Insite电磁仿真软件对射频设备不同工作条件下放电火花作为负载可吸收最大功率进行仿真,结果表明:射频设备输出功率越大、
为揭示不同惰气预防煤自燃的效果及阻燃规律,通过开展惰气等温动态驱替不同粒径煤体中氧气实验,分析了He,N2,CO2驱替出氧气浓度、驱替时间、驱替量及驱替速率等表征驱替过程的参数.实验结果表明:①惰气驱替出的氧气浓度变化可划分为3个阶段.首先,惰气驱替出的是气体检测仪内管路中的氧气,体积分数为21%左右;然后,惰气驱替出煤样罐中游离态和部分吸附态氧气,氧气浓度保持平稳;最后,惰气已经全部驱替出煤样罐中游离态氧气,氧气浓度呈负指数变化.②不同惰气驱替煤体中氧气的时间总体上随着粒径增大而下降;CO2驱替氧气的总
煤矿采空区煤自燃高温区域可能导致甲烷/煤尘爆炸,有必要开展煤自燃诱发瓦斯/煤尘爆炸的研究.目前基于电火花诱发方式对瓦斯/煤尘爆炸特性的研究不能充分反映采空区内煤自燃诱发瓦斯/煤尘爆炸的特性,针对该问题,利用自主研制的40 L气体爆炸设备研究在高温热源表面点火方式下甲烷/煤尘爆炸特性.结果表明:①通过高温热源表面点火方式得到的甲烷/煤尘爆炸过程与甲烷/空气爆炸过程一致,均可分为3个阶段.②甲烷/煤尘的3个爆炸参数(爆炸压力、压力上升速率和爆炸温度)随甲烷浓度的变化规律一致,即先随着甲烷浓度的增加而升高,达到
为得到更合适的强度极限邻域及其划分依据,以红砂岩为研究对象,应用自主研发的RRTSIV型岩石蠕变扰动效应试验系统及动态测试分析系统,通过岩石蠕变及其扰动效应下单轴压缩试验,结合理论分析,开展红砂岩强度极限邻域及其划分依据相关研究。依据试验结果,首先从分级加载蠕变曲线和应力应变等时曲线2个方面分析了横向蠕变和轴向蠕变所确定长期强度的差异性;然后从瞬时扰动变形量和残余扰动变形量转化规律2个方面对岩石横向蠕变和轴向蠕变所确定的强度极限邻域进行了对比研究;最后通过综合分析得到合适的强度极限邻域及其划分依据。研究结
现有矿井通风系统评价方法是从矿井通风系统全局视角出发,对其进行整体性的评价,所得出的评价结论是静态的、综合性的,无法精准定位出矿井中用风范围内的通风情况并发现其存在的问题,也不能实时反映当前时刻的通风质量状态.针对上述问题,建立了基于模糊综合评价法层次分析法(FCE-AHP)的矿井通风质量动态评价模型,用以对煤矿的通风质量进行实时评价.首先根据矿井通风需求和作用将通风区域划分为进风区段、回风区段、采煤工作面、掘进工作面、硐室5个区域,根据每一种用风区域类型确定其对应的评价指标体系;然后根据评价指标体系获取
为了深入研究仰斜综放条件下煤层仰斜角对顶煤运移的动态变化规律及顶煤损失、冒矸混入的影响机制,以平朔集团井工三号矿34201工作面为研究背景,结合现场的地质及生产技术条件,用数值模拟软件PFC2D建立了仰斜角分别为0°、13°、23°、33°的数值模型,分析研究了不同条件下的顶煤位移场、接触应力场、煤矸分界面、顶煤位移始动点,并利用fish语言编程记录颗粒编号并反演出顶煤放出体形态,得出顶煤损失空间占位的分布规律,最后结合现场模拟了不同放煤步距下的顶煤流动规律及采出情况。研究结果表明:仰斜角加大了顶煤向采空
煤炭是我国能源体系的基石,长期以来煤炭工业为我国经济社会发展和国家能源安全稳定供应提供了有力保障。回顾“十三五”期间,我国煤炭工业在国家供给侧结构性改革和行业高质量发展政策引导下,不断改革行业发展模式,在煤炭消费革命、供给革命、技术革命、体制革命、国际合作方面取得的丰硕成果和巨大成绩。分析了在“碳达峰,碳中和”目标下,我国煤炭工业面临的任务和挑战,提出基于我国能源资源禀赋和经济社会发展要求,在未来100年中,煤炭仍将在我国多能互补现代能源体系中扮演稳定器和压舱石的重要角色,以煤矿智能化为标志的煤炭技术革命
孤岛工作面是我国煤炭开采的一个技术难题,强矿压显现是孤岛工作面的重要特征,下石节煤矿类孤岛工作面因采动矿压显现剧烈而停采封面。为实现资源有益回收,延长矿井剩余服务年限,实现该类孤岛工作面安全复采,在综合现场调研、数值模拟计算以及理论分析等方法的基础上,总结分析了220工作面动压显现特征及其发生机制,提出了220工作面扩面和缩面2种改造方案,并综合对比评价了2种复采方案的动压、水、火、瓦斯防治的危险性以及经济效益情况。研究结果表明:220工作面动压显现与周期来压、顶板活动紧密相关,超高应力、上位多层厚硬岩层
煤的瓦斯放散特性是表征煤与瓦斯突出危险性的关键指标之一,不同变质程度煤的瓦斯放散初速度ΔP差异很大。为分析其内在影响机制,采用N2吸附法和CO2吸附法对不同变质程度煤进行孔径分析,研究了大孔、介孔和微孔孔隙比表面积、体积和平均直径对ΔP的影响。结果表明:ΔP随Langmuir体积增大呈线性增加的趋势,而与Langmuir压力无关;随微孔比表面积增大,ΔP呈幂函数增长,ΔP与煤的大孔、介孔和微孔体积及平均孔径呈正相关;挥发分与Langmuir体积近似呈幂函数关系,