【摘 要】
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针对淮河能源集团当前开采深部A组煤,受底板水害严重威胁而缺乏有效的智能化、全覆盖预警技术的问题,提出了构建基于水文、充水水源及底板破坏实时监测物联网的多源信息大数据智能预警云平台而指导矿区内突水灾害事故预防的技术思路.以张集煤矿回采A组煤的1612A工作面为工程背景,构建了观测水源、水位、水压、水质、水温等参数变化的水文监测物联网数据传输系统,实时数据采集、数据传输、数据分析处理.而针对底板破坏深度则构建了微震实时监测物联网,传感器拾取底板破裂信号通过井上、井下的光纤环网传输到地面数据信号处理终端,实时监
【机 构】
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安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南232000;煤炭开采国家工程技术研究院深部煤炭开采与环境保护国家重点实验室,安徽淮南232000;安徽理工大学能源与安全学院,安徽淮南232000;煤炭开采国家工
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针对淮河能源集团当前开采深部A组煤,受底板水害严重威胁而缺乏有效的智能化、全覆盖预警技术的问题,提出了构建基于水文、充水水源及底板破坏实时监测物联网的多源信息大数据智能预警云平台而指导矿区内突水灾害事故预防的技术思路.以张集煤矿回采A组煤的1612A工作面为工程背景,构建了观测水源、水位、水压、水质、水温等参数变化的水文监测物联网数据传输系统,实时数据采集、数据传输、数据分析处理.而针对底板破坏深度则构建了微震实时监测物联网,传感器拾取底板破裂信号通过井上、井下的光纤环网传输到地面数据信号处理终端,实时监测反演底板破坏、导水裂隙通道分布.将回采、地质和监测数据各类因素考虑在内,建立了基于神经网络和深度学习的预警模型,确定了煤矿安全评价的主控指标以及评判指标,搜集全国大量矿井数据对模型进行了机器学习训练.集成数据采集、管理配置、设备监测、中控大屏、多维分析和故障预警5个模块,由网络集成技术和数据整合技术实现无缝连接,建立了煤矿底板突水灾害大数据预警云平台系统.将学习后的预警模型嵌入系统,基于整合的多源数据进行底板突水危险性评估与预警,与微震数据互馈分析实时发布决策信息.最后,选定淮南等矿区内的5组矿井数据进行了评估验证,并对1612A工作面回采进行了预警分析.结果 表明,选定的矿井计算预测结果合理;张集矿工作面发生突水灾害的概率较小,监测期内未发生预警信息;证实了大数据云平台在煤矿底板水害防治应用的可行性,为淮河能源集团开采A组煤预防底板水害提供了新的技术支撑.
其他文献
小煤柱沿空掘巷易出现巷道变形量大、锚杆断裂、巷道翻修、维护困难等现实问题,严重影响矿井的采掘接替效率,增加了巷道支护成本.通过采用工程类比和数值模拟的方法,对注浆锚索和加长锚杆联合支护与单纯锚杆支护、加长锚杆和顶帮锚索支护2种方式进行对比,确定了联合支护的支护参数.对矿井同等条件下的小煤柱沿空掘进巷道的支护具有重要的指导意义.
新安煤矿软岩地质条件增加了巷道修护难度和频率,使矿井生产成本成倍增加,为此引进一种新的锚注一体化支护工艺解决软岩巷道围岩控制难题.以+535 m轨道石门修护为背景,阐述锚注一体化支护的原理,制定了注浆锚杆+注浆锚索+注浆一体化修护设计,采用十字布点法观测巷道围岩变形,通过巷道围岩观测数据分析,表明巷道两帮变形量大于顶底板移近量,顶板下沉量大于底板底鼓量,锚注一体化支护有效控制了软岩巷道围岩变形量.
回采工作面顶板活动引起支架动态增阻,为预测支架工作阻力随时间演化过程,采集石圪台煤矿31201工作面、千树塔煤矿13302工作面、长平煤矿5302工作面2263个割煤循环矿压监测数据,分析不同回采阶段的支架增阻规律.根据支架工作阻力演化特征,将支架增阻曲线划分为第1类增阻曲线和第2类增阻曲线.引入广义开尔文模型和Maxwell模型描述宏观顶板的缓慢和剧烈活动,建立四区支撑的宏观顶板增阻预测结构模型,预测长平矿综放开采支架增阻过程,研究结果表明:①典型顶板支架增阻曲线可以划分为2类.第1类增阻曲线由顶板缓慢
冲击动载作用下巷道围岩锚固承载结构的破坏是深部煤炭资源开采的突出问题,深入研究动载作用下锚固围岩的抗冲机制具有重要意义.采用分离式霍普金森压杆研究了冲击动载作用下无锚、端锚、全锚和全锚+柔性锚杆4种锚固岩石试件的冲击破坏响应,获得了不同锚固岩石动态应力应变曲线,分析了锚固方式对加锚岩石试件动态裂纹扩展发育的影响,通过对比锚固岩石冲击破坏过程中锚杆与岩石的动态应变演化特征,结合锚固界面滑移破坏形态,提出了锚固岩石抗冲时效的概念,并以锚杆与岩体两者协同变形为原则提出冲击动载作用下保障锚固围岩稳定的合理建议.研
岩溶坡体裂隙对山体的稳定性起到了控制作用.为研究采动和裂隙水作用下含深大裂隙岩溶山体的失稳破坏机制,依托贵州纳雍普洒“8·28”特大崩滑案例,在现场调查的基础上,分析了山体崩滑特征,采用离散元UDEC数值模拟,研究了地下开采和裂隙水渗流耦合作用下含深大裂隙岩溶山体的变形破坏过程和失稳机制,分析了采动诱发含深大裂隙山体的破坏特征,讨论了裂隙水渗流对采动山体变形的作用规律.结果 表明,采动对坡体变形的影响是一个随开采不断调整的过程,随开采进行,坡体变形由坡体整体下沉转变为坡体中部临空挤出.岩溶山体的深大裂隙对
随着开采条件的复杂化,巷道围岩裂隙发育程度较高,极大的影响了围岩空间的稳定性,造成大量巷道难于维护.为进一步深入研究裂隙岩体巷道工程特征并提出相应的控制对策,基于现场调研与理论研究分析了裂隙发育岩体巷道及典型支护结构体的变形破坏特征,采用三测线不连续面量测方法对煤矿现场的裂隙发育情况作了调查统计,利用离散裂隙网络(DFN)在FLAC3D软件中对矿山现场调查得到的裂隙进行了重构还原,与现场监测数据对比分析后认为,裂隙重构模型能作为支护设计时不同支护方式和支护参数效果对比的定性参考;分析了我国南方地区部分矿区
大量的岩体失稳与节理、裂隙的起裂、扩展和贯通密切相关,裂纹扩展机理及分析方法研究具有重要的科学和工程意义.数值模拟作为一种有效的岩石破裂分析方法备受研究者青睐,但目前的模拟方法在分析压剪闭合等复杂裂隙的力学行为时,还存在诸如扩展路径锯齿化、网格依赖、扩展步长受限等问题.基于此,以巴西圆盘为基本研究对象,开展了不同初始裂隙类型(张开、闭合、填充)、接触摩擦、裂隙倾角等物理力学参数对裂纹扩展特性的影响及破裂机理的研究.首先,基于岩石断裂力学理论和裂纹尖端应力场,运用最大周向应力准则(MTS)研究了张开、闭合等
通过对深孔顶板预裂爆破过程的分析,提出了深孔顶板预裂爆破力构协同防冲机理并对其类型进行划分,模拟分析了不同爆孔布置方式下的爆破岩体Mises等效应力场、塑性破坏区及典型质点有效应力和位移变化规律并进行现场冲击地压防治实践.研究表明,深孔顶板预裂爆破通过强力冲击动载破岩作用、高温高压高速爆轰气体冲击气楔作用和热交换回弹拉伸作用对顶板进行损伤破坏,降低岩体内部结构单元储能能力,促使相邻爆孔之间裂隙的贯通,形成岩层结构破断弱面,使其在矿山压力作用下沿预定位置弯曲破断,具有弱化顶板岩层介质力学属性和优化岩层破断结
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