【摘 要】
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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
【机 构】
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湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;贵州理工学院矿业
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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常规支护方式下典型裂隙巷道围岩变形破裂特征;提出了提高支护系统的初期支护刚度与强度、充分利用深层稳固岩体的承载功能、扩大支护系统的承载面积、准确把握支护系统,尤其是被动支护与主动支护的临界支护刚度、有效提高裂隙岩体的完整性及承载强度等5个裂隙岩体控制要点;运用叠加压缩拱承载理论,提出了以“长、短”锚杆(锚索)承载体系和可控注浆加固“内、外”结构承载为基础的联合控制技术,基于数值计算验证认为,该方案能消除或减小巷道围岩拉应力区,有效阻止裂隙围岩体的拉剪破坏形成松动变形.现场监测数据表明:在4个月的观测期间内,巷道两帮移近量0.1m,顶底板移近量0.12 m,最终变形速率低于0.2 mm/d,说明以“长、短”锚杆(锚索)并结合注浆加固的支护方案能有效控制裂隙岩体巷道的大变形.
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为解决矿井复杂环形料场的运输难题,针对现场实际条件和工况,对无极绳绞车做合理化改进与创新设计,开发出满足多弯道车场遥控操作、任意点摘挂钩、符合安全和运输要求的无极绳绞车牵引系统.采用无极绳绞车+多个牵引钩(替代梭车)+梅花轮组(适应牵引钩尺寸)的无极绳绞车布置方案配合遥控操作技术、变频技术及视频监控技术,适应单双轨道及环形轨道的变化,满足料场运输量大的使用特点和环形料场各物料装卸地点运输物料的要求,在减人增效的基础上增强了安全性能、提高了运输效率、简化了运输环节.
基于斯列萨列夫公式,以新安煤矿1煤采掘实际情况为例,进行了煤柱宽度、水头安全压力等计算,得出新安煤矿1煤层30 m煤柱可承受静水压3.73 MPa,1205采空区积水对1203工作面产生透水影响的最薄弱部位为1煤向上23 m裂隙带处等结论.经工程验证,该计算合理,能够满足安全生产的需要,为煤矿相邻工作面煤柱留设,老空水安全压力评价等提供了计算依据和工程实践,对类似矿井具有一定的借鉴意义.
煤炭资源跳采可有效缓解采掘接替紧张、消除应力集中,但不可避免形成孤岛工作面,孤岛煤巷开掘过程中受到强烈动压影响,巷道围岩变形量大,控制困难,采场裂隙发育异常,高瓦斯矿井易发生煤与瓦斯突出.为解决上述工程问题,可在巷道掘进面及两帮布设卸压钻场,在消除动压影响的同时超前探访瓦斯,实现煤炭资源高效生产.根据高河能源的地质生产条件,通过实验室试验、数值模拟和现场工业性试验等方法,确定卸压钻场具体参数,为高瓦斯强动压工作面巷道掘进及围岩控制提供科学依据.
对永磁电动机、永磁直驱系统的组成和主要特点及优势进行了说明,重点对其在煤矿带式输送机上的应用做了阐述.通过永磁直驱系统与传统异步电动机驱动系统的对比,分析各自的优缺点,对其可行性进行了初步研究.
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.
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