摘要:高应力巷道围岩破坏严重变形剧烈,在服务期间难以满足回采的要求,已经成为煤矿安全开采研究的重点和难点.本文从应力转移、应力阻隔和应变能释放3个角度,归纳总结了应力场干预的巷道围岩控制技术.针对坚硬顶板提出水力压裂断顶,高应力底鼓聚能爆破断底,大变形巷道钻孔卸压技术,分别探讨了每种手段的技术原理.水力压裂使岩层的承载层向高位移动,同时应力向煤体深部转移;聚能爆破在底板岩层中形成连续的结构面,阻断水平应力的传播途径和改变其传播方向;钻孔卸压可以释放高应力岩体的应变能为围岩变形提供补偿空间.工程实践表明,提出的应力场干预技术能够有效地控制围岩稳定,为高应力巷道维护提供技术保障.

摘要:巷道切顶卸压后,顶板岩石垮落会在采空区侧堆积成帮,采空区侧岩石的碎胀特性直接影响巷道的稳定性.为研究碎胀系数对巷道稳定性的影响,以5-200回采工作面为工程背景,采用了理论分析与现场实测相结合的方法,对顶板岩石碎胀系数随时间变化的规律进行研究.研究表明顶板岩石碎胀系数随垮落时间增长而变小,在35 d之后趋于稳定,均值为1.36.

摘要:为研究锚杆无损检测稳定波形的激振点和检测点,利用FLAC3D数值模拟软件建立锚固体模型,在模型锚杆端头不同位置施加瞬态激振进行数值计算,研究表明:在锚杆无损检测时,随着偏离锚杆端头中心位置的长度增加,横向应力波的振幅也逐渐增大,对纵波的影响也逐渐增大,最佳激振点应该选择锚杆端头中心位置;在锚杆无损检测时,选择最佳激振点激振后,检测点的位置变化对横向应力波形和纵向应力波的影响可以忽略不计;选择最佳激振点得到的纵波可以清晰地得到锚固起始位置和锚固结束位置,为工程检测提供了理论依据,提高了工程检测的准确性.

摘要:为掌握综掘工作面压入式通风粉尘的浓度分布规律,利用相似模拟方法模拟河南某矿21007工作面,设计一个模拟实验装置,通风方式采用压入式通风,在实验装置中布置测点,分析工作面不同位置粉尘的分布规律.结果表明:工作面回风侧的粉尘浓度明显高于中部空间和进风侧,粉煤尘是煤矿岩尘和煤尘的统称,粉尘危害是煤矿的重大危害之一.随着煤矿采掘机械化程度的提高,产尘量也剧增,粉尘治理的好坏直接关系到煤矿的安全生产,关系到矿工的身体健康.

摘要:近年来,国际范围内开发与利用深海资源的技术迅猛发展,与此同时,深海采矿技术的环境影响也引起了国际海洋组织的高度关注.本文以当前国际主流的深海采矿技术-液压汲取式开采技术作为出发点,介绍其主要技术组成及工作机理,并对该技术的发展现状进行阐述.在环境生态系统影响方面,分别从生物及其所生活的环境2个方面系统地分析了液压汲取式开采技术所造成的固体悬浮颗粒对生态系统的影响,并对深海采矿的模拟扰动实验及作业装置技术进行展望.本文对于我国深海采矿技术的环境影响研究具有一定参考作用.

摘要:煤炭资源是我国经济建设中的重要能源,准确预测我国煤炭产量有助于国家能源政策的制定.为此,在单一的灰色GM(1,1)预测模型的基础上,与马尔科夫预测模型组合形成灰色GM(1,1)-马尔科夫组合预测模型,以相对误差、均方差比值和小概率误差3个指标对模型的精度做检验.结果表明,组合预测模型优于单一预测模型,组合预测模型不仅反映了煤炭产量短中期呈上升趋势,又突显了该模型能较优地处理波动性序列的优点,能够有效地预测2019年和2020年煤炭产量.

摘要:回采工作面区段煤柱宽度的合理性直接影响着采掘工作面的顶板控制及安全生产,是进行工作面布置和支护设计的重要依据.为确定福达煤矿合理的区段煤柱宽度,本文根据矿井的工程地质和开采条件,通过对煤柱内弹塑性区的理论分析,计算出煤柱的留设宽度,并结合数值模拟的方法,分析了不同尺寸煤柱下应力分布和破坏范围.通过煤柱留设后的矿压实测,最终确定了福达煤矿回采工作面合理的区段煤柱宽度为19 m.

摘要:针对软岩巷道围岩吸水发生变形、强度劣化及失稳破坏的现象,采用新疆沙吉海煤矿煤系地层侏罗系泥岩样品开展气态水吸附特性实验研究,得到了泥岩气态水吸附特性曲线Q-t.通过非线性拟合分析,建立了泥岩的吸水特征方程,分析了气态水吸附速率的演化规律.结合电镜扫描与X射线衍射试验结果,探讨了全岩矿物、黏土矿物及微观结构等物理参数对泥岩气态水吸附特性的影响.结果表明:(1)5个泥岩样品的气态水吸附特性及变化规律相似,吸水量与吸水时间呈正相关;根据吸水特征方程求导分析,得出吸水速率与吸水时间呈负相关.(2)泥岩样品在吸水过程中速率降低,主要是由于内部孔隙壁面发生膨胀,泥岩孔隙过水通道变窄,吸水受到阻碍.(3)泥岩中含有的蒙脱石与伊/蒙混层具有强亲水性,间接造成泥岩吸附气态水能力强,其微裂隙在水及多应力场作用下扩大和贯通,进一步降低了围岩稳定性.研究结果为新疆沙吉海煤矿侏罗系地层软岩巷道的稳定性控制研究提供了理论依据.

摘要:对煤矿关键测点的瓦斯浓度进行科学且准确的预测,是防范瓦斯灾害的关键.为了从瓦斯监测监控系统实时采集的煤矿安全环境数据中分析和挖掘瓦斯浓度信息,从而进行关键测点的瓦斯浓度预测,本文采用等度量映射算法(Isomap)结合支持向量回归算法(SVR)来预测瓦斯浓度.该方法首先通过Isomap算法将非线性的高维煤矿井下安全环境数据进行维数约减,然后利用SVR算法进行回归预测.通过实验分析与对比,该方法行之有效,与多元线性回归(MLR)、支持向量回归(SVR)方法相比,在预测精度上有一定的优势,且在瓦斯波动异常情况下,鲁棒性更强.

摘要:巷道热湿环境是深部资源开采所遭遇的重要问题之一,人工制冷降温技术成为解决该问题的关键.然而矿用空冷器作为系统末端,位于生产最前线,工作环境恶劣,气侧污垢积聚严重.本文结合Euler-Lagranian模型,针对深井热湿、含尘环境下空冷器气侧的污垢沉积规律展开研究.研究发现,当粉尘粒径小于10 μm时,粉尘颗粒受重力影响较小,管壁上的污垢分布较为均匀;当粉尘粒径大于10 μm时,粉尘颗粒受重力影响较大,污垢的分布主要集中于前部管道;粉尘的沉积量与风速,管内水温呈负相关关系,与相对湿度呈正相关关系.研究结果对于深部热湿环境下空冷器气侧高效防垢、抑垢及除垢技术的研究具有理论指导意义.

摘要:为防止寸草塔煤矿22煤层煤自燃,对22煤层采空区自燃“三带”进行划分.通过现场束管监测获得采空区内氧气浓度分布,并基于氧浓度的“三带”划分标准,得出22煤层采空区自燃“三带”范围,即运胶顺槽:散热带<51 m,自燃带51~147 m,窒息带>147 m;回风顺槽:散热带<43 m,自燃带43~141 m,窒息带>141 m.使用Fluent数值模拟软件模拟不同配风量和瓦斯抽放对自燃“三带”的分布影响,得出了配风量越大、抽放管道进入采空区深度越深、抽采负压越大,氧化带宽度也随之增大,煤自燃的危险性越大.

摘要:针对电驱动海洋绞车钢丝绳缠绕系统,研究钢丝绳在缠绕过程中的动力学特性.运用弹性振动理论建立提升钢丝绳的数学模型,并对柔性钢丝绳建模参数进行了详细计算,利用Solidworks和Adams建立了钢丝绳缠绕系统的虚拟样机模型并对其进行了仿真分析.结果表明,在绞车提升、下放过程中,波浪对钢丝绳张力有一定程度的影响,加速度的变化对钢丝绳动张力影响明显,尤其在加速度突变节点与层间过渡段,会对钢丝绳缠绕系统造成较大冲击,加剧磨损的发生;同时进一步分析验证了同层缠绕时钢丝绳张力的衰减现象与卷筒接触力的变化规律.这些结果为海洋绞车提升系统设计与优化有着重要的参考价值.