【摘 要】
:
长壁逐巷胶结充填开采过程中充填巷道的支护效率极大地影响了掘巷速度,为了简化回采过程中充填巷道两侧处于煤体-煤体、充填体-煤体、充填体-充填体围岩动态组合时的支护,通过数值模拟得出单个开采循环内煤体和充填体的应力演化规律,针对充填巷道周围煤与充填体的不同复合承载特点,设计了3种支护方案,并分析了支护效果.结果表明,单个开采循环内的不同阶段煤体都为复合承载体系中的主要承载部分,其垂直应力最大可达34.4 MPa,应力集中系数为2.33;充填体垂直应力变化范围约为0.5~2.13 MPa,变化幅度小;在掘进过程
【机 构】
:
中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 221116;煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏 徐州 221116;山东唐口煤业有限公司,山东 济宁272000
论文部分内容阅读
长壁逐巷胶结充填开采过程中充填巷道的支护效率极大地影响了掘巷速度,为了简化回采过程中充填巷道两侧处于煤体-煤体、充填体-煤体、充填体-充填体围岩动态组合时的支护,通过数值模拟得出单个开采循环内煤体和充填体的应力演化规律,针对充填巷道周围煤与充填体的不同复合承载特点,设计了3种支护方案,并分析了支护效果.结果表明,单个开采循环内的不同阶段煤体都为复合承载体系中的主要承载部分,其垂直应力最大可达34.4 MPa,应力集中系数为2.33;充填体垂直应力变化范围约为0.5~2.13 MPa,变化幅度小;在掘进过程中减少对充填体侧的支护时,处于3种状态的充填巷道断面收缩率分别为2.84%、4.38%、13.33%,即单个开采循环中存在煤体-充填体复合承载时减少支护对巷道变形影响较小.
其他文献
针对煤矿井下硬岩定向钻进存在的钻进效率低、深孔钻进易产生托压、孔内钻具易损坏等问题,在分析问题原因的基础上,通过集成及创新,开发了煤矿井下硬岩定向钻进技术与装备.研究形成大功率螺杆钻具钻进技术、级差式定向钻头防卡技术、振动减阻技术、水力加压技术、轨迹控制技术和硬岩开分支技术,选配了定向钻机、泥浆泵车、大功率螺杆钻具,研制了级差式定向钻头、水力振荡器和水力加压器.在淮南张集煤矿开展了现场试验及工程应用,在平均坚固性系数为7.6的灰岩中,试验钻孔进尺2397.6 m,工程应用钻孔进尺5480 m,平均钻进效率
随着信息化建设的快速推进,智慧矿山平台对包括人员定位系统在内的多异构系统之间的数据交互和融合能力提出了更高的要求,现有的人员定位系统大多采用封闭式架构,存在开发流程繁琐、数据融合困难和弹性扩展能力差等问题;为了解决这些问题,提出了一种基于微服务架构的人员定位系统设计方案;方案引入基于时序数据库的数据分类存储技术,设计了一种系统软总线结构,实现不同业务模块之间以及与外部异构系统之间的轻量级通信机制;在托管平台中业务模块以微服务方式创建应用,以Docker镜像方式进行部署,极大提高了系统的可扩展性和可移植性.
为了提升瓦斯抽放井排采效率,提高单井产气量,以淮北地区某煤矿区施工的地面瓦斯抽放井组为契机,将焦磷酸钠作为黏土分散剂配置洗井液,设计了一系列洗井工艺方法,并以井间分组对照的形式对各井分别采取了不同的应用试验,定量定性的研究了焦磷酸钠洗井作业对增加瓦斯抽放量的确切影响,最终优选出了一套最佳方案.研究结果表明:优选出的洗井方案相对于常规洗井方案,井口压力最大值提高至1.4倍,井口压力平均值提高至1.42倍,日产气量最大值提高至1.8倍,日产气量平均值提高至1.65倍,瓦斯抽放数据大幅提升,增产效果显著.
为了研究淹没射流条件下破碎含瓦斯煤效率的影响因素,展开了不同水射流冲击条件对破煤效率的影响研究,建立了水射流破碎含瓦斯煤流固耦合模型,以破煤深度、破煤体积为指标,考察了射流倾角、射流速度、喷嘴直径、初始靶距对破煤效率的影响.结果表明:淹没射流条件下,射流破煤过程初始阶段形成子弹状的破碎坑体,随着破煤的进行,破碎坑体直径增大,深度向下延伸;淹没射流条件下,破煤深度及破煤体积与射流速度、喷嘴直径变化成正相关,与初始靶距变化成负相关,煤体破碎坑体深度在射流与煤体相互垂直时达到最大值,破煤体积随射流倾角增加呈现先
与普通电气传动系统相比,在煤矿、石化等现代工业生产中存在可燃性混合物形成的爆炸性环境,变频驱动系统由于电火花和热表面等潜在点燃源存在,可能引起爆炸导致人员伤亡和重大损失.对爆炸性环境下变频驱动系统防爆功能技术方面的标准、研究现状进行梳理,从爆炸性环境下变频驱动系统结构与安全、防爆变频器、防爆电动机3个方面进行归纳总结,讨论了系统各部分研究和特殊环境应用中存在的问题;对极限环境下变频驱动系统可靠性、爆炸性环境下变频驱动系统安全评估技术、新型隔爆变频驱动一体化技术等方面进行了展望.
采用多场耦合数值模拟和现场实测相结合的方法,分析了倾斜煤层开采引起采空区侧向煤体瓦斯卸压效应和消突范围;以红岩煤矿倾斜长壁工作面为研究对象,建立考虑弹塑性损伤的流固耦合模型,模拟采动后围岩的位移和破坏,并分析采空区侧应力集中系数和渗透率的变化;对采动过程中采空区侧10~23 m范围内的瓦斯压力进行了监测并与模拟结果进行对比.模拟结果表明:工作面开采后,采空区一侧将形成破裂穿透、应力集中和初始弹性区,破裂穿透区的瓦斯压力得到有效释放;现场监测结果显示瓦斯压力随着工作面推进呈阶段式下降;对比发现数值模拟结果对
为了深入研究工作面两巷松动圈高体积分数CO来源规律,科学制定预防两巷防灭火技术措施,分别考察上覆采空区、相邻采空区以及本工作面随着工作面回采CO变化情况.结果表明:随着工作面回采,上覆采空区和邻近采空区未发现高体积分数CO,而本层观测钻孔内发现了高体积分数CO,证明了开采过程中两巷道未采取全断面喷浆处理,在地应力作用条件下,松动圈内裂隙煤体低温氧化时间长,破碎煤体发生低温氧化氧化所致,且运输巷侧比回风巷的松动圈更易发生自然氧化反应.
为研究典型破坏形式下煤岩裂隙面分形各向异性特征及其尺寸效应,以复杂破坏荷载作用下煤岩裂隙面为研究对象,采用激光扫描、CATIA三维模型重构等研究手段,结合分形理论,对煤岩裂隙面的分形各向异性特征及尺寸效应展开研究.研究表明:针对裂隙截面迹线分维而言,复杂破坏路径下的迹线分维范围在1.0013~1.0096之间,最大值均出现在沿裂隙扩展方向30°~90°范围内;针对裂隙截面分维而言,复杂路径破坏裂隙面的分维最大值集中在120°~300°范围内;截取的正方形裂隙截面分形维数计算结果表明,当截面尺寸边长小于20
煤矿采空区裂隙空间是瓦斯灾害和火灾主要场所,分析其内部气体流动规律首先要得到切合实际的采空区孔隙率.在分析采空区覆岩裂隙场呈“横三区”、“竖三带”的差异性分布特征的基础上,结合“O”型圈理论和岩梁理论,分析并得到采空区垮落带碎胀系数空间分布和断裂带岩层下沉量分布函数;建立了采空区孔隙率三维分布模型,通过实际案例验证模型的适用性,得到垮落带孔隙率为0.1~0.43以及断裂带孔隙率在距底板20~30 m取得最大值0.31.研究结果表明:垮落带内破碎煤岩孔隙率受碎胀系数影响呈“铲”状分布,从压实区沿x轴、y轴、
为了得到煤尘和喷雾液滴在风流作用下的运动规律,以某煤矿综掘工作面实际情况建立煤矿巷道及各主要设备几何模型,通过采用FLUENT软件的DPM模型对综掘工作面里的风流、煤尘和喷雾液滴进行耦合数值模拟.根据数值模拟结果得出:在长压短抽通风条件下配合附壁风筒使用的湿式除尘方法取得显著除尘效果,由附壁风筒出流的径向风流形成的风幕有效抑制了煤尘向巷道后方的运动;通过对瞬态结果的分析清晰知晓了煤尘和喷雾液滴的运移趋势;煤尘和喷雾液滴总体呈逐步向巷道后方扩散并逐渐被捕捉的趋势,且主要聚集在掘进机和截割面之间的区域,同时发