摘要:为了探究贵州地区浅埋煤层采动地裂缝的形成原因和发育规律,基于理论分析和通用离散单元法程序(Universal Distinct Element Code, UDEC)数值模拟研究,提出浅埋煤层地表地裂缝发育的起裂判据；对贵州地区峰丛地貌下矿井进行调研分析,得出3种常见顶板类型,并建立不同顶板下峰丛地貌浅埋煤层模型.研究表明:(1)采动地裂缝发育类型主要为永久性地裂缝和临时性地裂缝,地裂缝发育形态主要以张拉型、张开型、台阶型为主,形成的发育形态与顶板结构类型具有密切联系;(2)地裂缝发育宽度随工作面开采加深呈动态变化;(3)地裂缝发育位置与地表水平位移量存在关联,地表水平位移波峰处通常有地裂缝发育迹象.

摘要:为提高信号可识别程度,减少外部条件对锚杆检测信号的干扰,设计一种用于配合锚杆预紧效果检测技术的辅助检测杆.利用FLAC3D建立含辅助检测杆的锚固系统实体单元模型,对锚固系统外露端施加横向激振力并监测其振动信号,分析不同预紧状态下锚固系统横向振动特征,并对其预紧效果做出评价,从而验证了辅助检测杆配合锚杆预紧效果检测的可行性.预紧效果检测试验也表明辅助检测杆配合锚杆预紧效果检测的有效性.

摘要:为提高煤炭资源回收率,缓解采掘衔接紧张,福达煤矿计划在15204工作面实施小煤柱开采.以该煤矿15204回风顺槽进行小煤柱沿空掘巷为背景,通过理论分析、数值模拟和现场实践的方法,对15204回风顺槽的煤柱留设和巷道支护开展技术研究.结合理论计算结果和5种不同宽度煤柱的塑性区及围岩应力分析,确定小煤柱宽度为5 m,并设计小煤柱巷道的锚网索支护方案.现场应用表明,留设5 m宽的煤柱并进行合理支护后,掘进期间未发生明显变形,取得良好的支护效果,能够满足安全生产要求.研究结果可为类似条件下小煤柱沿空掘巷提供参考依据及技术借鉴.

摘要:以MohrCoulomb强度准则和西原流变模型为基础,推导出非等压原岩应力情况下的圆形硐室黏塑性区边界方程.分析不同侧压力系数与支护阻力条件下,硐室黏塑性区半径随时间的变化规律,探讨硐室围岩卸荷初期和围岩流变期间的塑性区差异性.研究发现:硐室围岩卸荷初期,黏塑性区半径增长率较高,且其增长率随时间的增加而逐渐减小;当时间增加到一定程度后,黏塑性区半径不再增大而是稳定在某一固定值；黏塑性区半径随侧压力系数增大而增大，同一时刻下,侧压力系数越大,黏塑性区半径增长率越小；支护阻力对硐室围岩卸荷初期和围岩流变期间的黏塑性区半径有抑制作用,且抑制作用随支护阻力的增大而逐渐增强.

摘要:通过在祁南煤矿火成岩侵蚀区域附近的巷道布置采样或测压钻孔,对火成岩侵蚀区的煤层进行现场取样和实验室参数测定分析,结果表明:火成岩侵蚀后煤层灰分显著降低,胶质层平均厚度与黏结指数增加,煤的变质程度升高，发热量增大,煤层变为易选煤层.研究火成岩侵蚀对煤质、煤层厚度及瓦斯赋存规律等方面的影响,发现火成岩侵蚀不仅破坏了煤层的原生状态,使煤层焦化，采区储量降低,火成岩侵蚀产生的强大推挤力还使煤层层位发生相对位移,煤层变薄或完全被吞蚀,继而导致煤层的厚度变异程度和突出危险性增大,煤层结构趋于复杂，稳定性降低,不可采区增大.最后根据火成岩侵蚀区的煤岩瓦斯动力灾变机制,提出针对性的瓦斯防治技术措施.

摘要:为探索不同间距下的瓦斯抽采效果,基于煤体变形方程、瓦斯渗流方程、煤体孔隙率与渗透率变化方程,建立煤层瓦斯渗流场和煤层固体力学变形场的耦合模型.以邹庄煤矿7401工作面风机巷顺层钻孔抽采瓦斯为例,采用COMSOL数值模拟软件进行瓦斯抽采模拟,得到瓦斯抽采的有效半径和瓦斯抽采孔的最优布孔间距.结果表明:以直径为94 mm的钻孔预抽3个月,测得单孔抽采的有效半径为0.8 m;瓦斯抽采效果仅在小范围内受到钻孔直径的影响;瓦斯抽采效果几乎不受抽采负压的影响;多孔抽采时,最优布孔间距为1.6~4.8 m.

摘要:针对厚煤层分层开采过程中上分层采空区内的煤自燃危险区域难以判定的问题,提出以数值模拟为主、现场监测为辅的方法判定煤自燃危险区域.使用COMSOL Multiphysics求解上分层采空区煤自燃数学模型,依据氧化三带的划分标准划分煤自燃危险区域;再通过监测现场气体数据,验证模拟结果的准确性;最后以某煤矿3304(1)面采空区煤自燃防治为例,利用数值模拟及现场试验准确判定出煤自燃危险区,并采取防治措施及时根除煤自燃隐患.研究结果表明该方法可以为同类型煤自燃防治提供参考.

摘要:为更合理地综合评价煤炭资源安全,采用最小鉴别信息方法,从长期煤炭资源和短期煤炭资源两个维度,研究煤炭储量、煤炭产业发展水平、环境可持续性、煤炭供应、煤炭需求和煤炭进出口这6个方面对煤炭资源安全的影响,建立基于改进的BPTOPSIS法的煤炭资源安全综合评价模型,并用实际工程案例验证该模型的合理性与可行性.结果表明:2004年—2008年,煤炭需求量总体呈上升趋势,煤炭供应链得到改善;2009年—2012年,煤炭行业的快速发展和煤炭供应关系的改善导致煤炭库存过剩;2013年—2014年,我国经济状况不良,煤炭经济呈现小幅度下降趋势;2015年—2019年,煤炭进口和煤炭行业投资下降,进而缩小了煤炭供需量的差距,煤炭经营利润得到提升.同时,环境保护对煤炭资源安全有积极稳定的作用,应不断加大对环境保护的投入,推动环境保护政策的出台,该研究可为煤炭资源安全生产提供决策参考.

摘要:为了解决公路隧道突遇含瓦斯煤层时的安全揭煤施工问题,针对鸡鸣隧道在实际掘进中比预计提前390 m遇见M1煤层的紧急状况,提出公路隧道突遇煤层的应急施工措施:首先,立即停止隧道内所有施工并加强通风;其次,及时对掌子面进行喷浆稳固围岩;最后，组织开展超前钻探,获取煤层产状和瓦斯参数,根据钻探数据制定防突措施并开展煤层消突处置.工程实践结果表明:(1)M1煤层的真厚度约为1.42 m,煤层倾角约为70°,与隧道轴向的交角约为88°;(2)M1煤层与掌子面的最小法向距离为2.60 m,根据提出的应急方案直接开展局部“四位一体”消突措施;(3)局部消突措施检验达标后一次性顺利揭穿M1煤层.该方案为依托工程的安全揭煤提供了技术保障,并进一步完善了隧道揭煤防突的工作流程,可为同类型隧道揭煤施工提供参考.

摘要:为了更加合理地评价煤矿安全状态,构建基于改进变权和正态云理论的煤矿安全状态评价模型.由期望、熵、超熵构成的特定结构函数确定状态评判矩阵,得出各评价指标的不同等级确定度.基于博弈论思想对变权理论进行改进,确定指标权重,利用置信度系数作为验证评判参量,得出该模型在2种不同权重下的综合评判结果及其可靠程度信息.研究表明:基于改进变权与云理论模型得出的综合确定度为0.775,状态等级为Ⅱ级,煤矿安全状态评判结果为较安全,与其他方法的评判结果相吻合.该模型是一种简易可靠的煤矿安全风险预测方法.

摘要:针对煤矿粉尘的高危害性,借鉴声聚并理论,提出2种高频驻波声场与喷雾协同降尘技术方案,在自主设计试验平台上实测协同降尘效率,分析喷嘴孔径、高压喷雾水流量、超声波雾化器水流量、声波功率以及管道风速对降尘效率的影响.试验结果表明:采用超细雾滴+声波+高压喷雾协同降尘方案存在明显的增效作用,可将呼吸性煤尘降尘效率提升10%左右(相比高压喷雾降尘),声波功率和管道风速是影响协同降尘效率的主因,研究结果可为高频驻波声场与喷雾协同降尘的工程应用提供参考.

摘要:债务融资是矿业企业的重要资金来源方式,合理利用债务融资有利于企业财务绩效的提高.为帮助矿业企业改善债务融资结构以实现更多财务绩效,以183家矿业上市公司2012年—2020年的财务数据为样本,首先通过因子分析法得到衡量财务绩效的综合指标,进而构建非平衡面板数据；然后通过实证研究分析债务总体水平、长短期债务和不同来源的债务对财务绩效的影响，结果表明债务总体水平、长期负债及银行借款会对财务绩效的提高起到抑制作用，短期负债及商业信用会对财务绩效的提高起到促进作用；最后依照研究结果,对矿业企业调整债务融资结构改善财务绩效提出对策,最终达到推动矿业转型升级、实现绿色发展的目的.