临空区倾斜大断面切眼支护施工技术研究

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针对临近采空区,倾斜大断面切眼掘进过程中,随着掘进不断进行,顶板应力出现不同程度的应力集中,极容易导致顶板不稳定,片帮冒顶等问题,需对大断面切眼采取良好的支护施工技术展开研究,确保倾斜综放大断面切眼安全高效进行设备安装以及工作面有序接替.
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瓦斯涌出一直是制约煤炭高效开采的不利因素,为了实现采面瓦斯高效治理,贺西矿采用VLD-1000型钻机施工长距离定向钻孔对瓦斯进行抽采.以3316工作面瓦斯治理为工程实例,对采面回采巷道掘进前、掘进中以及采面推进过程中采取的瓦斯抽采技术进行详细阐述.现场应用后,巷道掘进、采面回采期间均未有瓦斯异常涌出情况;上隅角、回风巷瓦斯浓度分别在0.5%、0.2%、残余瓦斯含量4.5 m3/t、残余瓦斯压力0.1 MPa.研究成果可为其他矿井类似情况下瓦斯治理提供一定借鉴.
针对对传统重介质悬浮液的调节只关注密度而对黏度控制较为忽视的现象,提出了建立三输入、三输出的控制模型的方法,对重介质悬浮液的密度和黏度的协调进行研究.通过选煤技术工艺流程分析、控制系统参数结构设计、控制过程建模分析以及控制过程建模完成了密度与黏度的协调研究.通过模型应用实测后发现,悬浮液性能、稳定性以及洗选效率显著提高,成本显著下降,对重介质选煤技术发展有所帮助.
为了解决坚硬顶板问题造成的巷道围岩变形严重的问题,以泰业煤业为研究背景,对爆破切顶卸压进行研究,首先通过数值模拟对不同切顶高度下巷道围岩变形进行分析,确定最佳的切顶高度为12 m,然后通过现场实践对切顶卸压的可行性进行了分析,给出了施工具体方案及支护形式.经过切顶卸压后,巷道顶底板移近量为383mm,两帮移近量的最大值为116 mm,巷道围岩变形处于可控范围,切顶卸压方案成功,为矿井坚硬顶板治理提供一定的参考.
为确保运输巷掘进安全,提出采用钻探方式对掘进范围小煤窑开采破坏区进行探测并对潜在的遗煤自燃点进行灌浆、密闭等处理.现场应用后,运输巷得以安全通过小煤窑破坏区,期间未探测到CO等自燃发火标志性气体,表现现场采取的综合防灭火技术取得较好应用成果.研究成果可为其他矿井类似情况下的回采巷道掘进防灭火技术开展提供经验借鉴.
为确保1506沿空留巷工作面回采安全,针对采面初采以及过断层期间推进速度慢、遗煤量增加等导致采空区遗煤自燃发火危险性增高问题,提出将综合防灭火技术应用到采空区遗煤自燃发火防治中.并根据现场实际情况,对综合防灭火技术参数进行设计.现场应用后,采面在初采、过断层期间采空区内CO浓度(体积分数)均控制在15×10-6以内,其余正常回采期间采空区未监测到CO.研究成果可为其他矿井沿空留巷工作面采空区遗煤自燃发火防治提供经验借鉴.
针对重介质选煤自动化控制技术中存在工艺参数预测与测灰仪反馈控制不准确、智能控制不完善的问题,运用重介质密度预测控制的方法进行研究分析,通过分析控制过程中存在的问题,对灰分仪进行校正分析,运用最小二乘支持向量机的方法进行密度预测,并将重介质悬浮液密度控制器进行完善,从而完成了重介质选煤技术密度预测的研究.通过仿真分析发现,灰分仪与重介质密度预测较为准确,可应用于实际生产之中.
基于综放采空区巷道围岩结构特征,建立顶板变形控制力学模型,运用Winkler弹性地基梁模型,推导出煤层顶板凹陷曲线解析解;在此基础上,计算不同支护强度、窄柱宽度和刚度条件下的顶煤凹陷值,并分析凹陷值与支护强度、窄柱宽度和刚度三者的关系;结合实际情况,确定顶煤控制参数,提出具体支护方案.通过现场验证得出,该方案可靠、有效,为综放工作面沿空回采巷道顶煤变形控制提供了理论指导.
以热作模具钢的代表——H13热作模具钢的使用条件作为热处理工艺设定参数的主要考虑对象,采用合金化的角度简述合金元素在工件当中的作用,并分析现阶段H13热作模具钢的热处理过程中正火、球化退火、淬火、回火等工艺,以此为出发点,制定并完善了传统的热作模具钢的热处理工艺.
通过对软煤层构建耦合动力模型,使用COMSOL对其进行仿真训练,提出在复杂地质环境下,掘进留煤层开采时的加固与防突技术方案,有效提升开采效率和开采的性价比.
目前主流的粉尘治理方式对综掘工作面产尘机理及尘源特性研究有所欠缺,传统的除尘措施对工作面粉尘第一时间的防治效果并不理想.本文通过引入粉尘捕捉系统工艺,在程庄煤矿进行了实地试验,经过测试,降尘率达到90%以上.该方法具有降尘率高、实用性强且投入成本低的优势.