近距离煤层底板应力分布规律研究
王志瑞;李冬永;薛宇;苏磊;【目的】为探究上覆遗留煤柱对底板应力的作用机制，选取南梁煤矿作为研究背景，【方法】综合采用理论推演与数值模拟手段，构建铰接关键块与上覆遗留煤柱的协同承载结构模型，针对煤柱在集中荷载与均布荷载作用下的受力特性展开剖析，进而对煤柱底板岩层内任意位置应力分布规律进行研究。【结果】结果表明，底板应力主要由上覆遗留煤柱产生的垂直应力所控制，且随着岩层深度不断增大，应力呈现减弱趋势。通过不同荷载作用下底板岩层中任意点的应力分布特征，发现煤柱下底板应力分布与煤柱宽度、煤柱荷载强度以及底板岩层埋深密切相关，明确了在两侧采空状态下，煤柱荷载作用于岩层底板的应力分布规律。【结论】结合遗留煤柱底板岩层的应力分布规律及数值模拟结果，发现受煤柱集中应力的影响，底板岩层垂直应力变化曲线呈“U”形分布特征；研究揭示了上覆遗留煤柱的受力演化特征，明晰了煤柱下方底板岩层应力分布规律及关键影响因素，得出两侧采空荷载条件下底板岩层应力分布模式，可为同类地质条件下遗留煤柱底板岩层稳定性控制提供理论参考与技术借鉴。
固庄煤矿12901工作面采空区注氮及抽采模拟研究
闫云鹏;【目的及方法】针对12901工作面采空区存在漏风量较大、遗煤易发生自燃的问题，利用Fluent数值仿真软件，模拟对比分析采空区在有无注氮管和抽采巷条件下的压力分布、O2浓度分布、CO分布、N2浓度分布和瓦斯浓度分布等关键参数的差异，基于模拟结果评估瓦斯浓度分布的变化和优化采空区管理设计，【结果及结论】得出注氮抽采使O2向抽采管聚集，抑制遗煤氧化，O2浓度降低，CO产生受到抑制；单纯注氮时，在注氮出口易形成高浓度N2区，且浓度随距离降低，注氮-抽采协同干预则会改变气体流动方向，使N2扩散不均；抽采会加速气体排出，使采空区CH4和CO浓度大幅降低，减少积聚风险；无注氮-抽采干预时，采空区压力梯度由通风动力主导，注氮后压力上升，而注氮-抽采协同干预时压力大幅降低的规律。本研究旨在为采空区的高效管理和矿山安全提供科学依据，同时为相关工程实践提供优化设计方案。
不同注浆压力下煤矸石浆液充注性能优化研究
刘柱;杨洋;杨宁;谢飞;李卫;敖旋峰;王正进;【目的】煤矸石作为矿山固废的典型代表，其资源化利用对环境保护与工程安全具有重要意义。注浆技术是煤矸石充填加固的关键手段，而注浆压力对浆液的充注性能具有重要影响。【方法】本研究通过实验分析的方法，系统探究了注浆压力对浆液扩散性能、渗透与裂隙控制、固化性能、流动性与注浆效率的影响，以及地层压力与注浆压力的相关性。【结果及结论】研究发现，注浆压力与扩散半径呈非线性正相关，压力每提升0.5 MPa，扩散半径平均增加15%～25%,3.0 MPa为效率拐点；渗透行为存在2.5 MPa的压力阈值，超过该值裂隙宽度增加20%～30%，浆液流失量可达总注浆量的10%～15%；固化性能在1.5～2.0 MPa压力下最优，28 d抗压强度达12.5 MPa；地层压力影响临界注浆压力，需维持压力差值在0.8～1.2 MPa区间以平衡扩散效果与地层稳定性。
掘进工作面水气幕联合降尘模拟实验研究与应用
梁伟峰;刘立仁;霍雷敏;【目的及方法】为有效控制掘进工作面粉尘浓度，基于现有降尘技术，分析了水幕帘与空气幕的降尘机理。通过数值模拟研究了不同空气幕开口宽度下的粉尘浓度分布，【结果及结论】结果表明，开口宽度为1.5 cm时，空气幕能有效将大部分粉尘阻隔在掘进迎头区域。通过实验优化了水幕帘关键参数，确定最优组合为筛网孔径2 mm×2 mm、水幕水平夹角105°、喷雾间距1.2 m、喷雾压力3 MPa。基于此，建立了水气幕联合降尘技术体系，现场应用表明，在高供风量(21 m3/min)等条件下，粉尘沉降效率最高可达79.07%；实施后，巷道总尘和呼吸性粉尘浓度分别降至58.3 mg/m3和33.8 mg/m3，降尘效率最高达88.05%，显著改善了作业环境。
掘进工作面粉尘运移规律及控尘技术研究
牛玉岗;李松;【目的及方法】采用数值模拟方法研究了连续产尘期的粉尘扩散特性，目的是分析掘进巷道掘进机司机周围的粉尘分布和迁移行为，从而确定有效的地下煤矿粉尘控制措施。【结果】模拟结果表明，在连续产尘过程中，粉尘浓度不断增加，然后逐渐达到稳定水平。在此过程中，司机位置处总是处在原始迁移粉尘和回流粉尘的交叉点，司机受到这两股粉尘的侵入。因此，设计了粉尘分离和提取系统，包括抽真空和气墙装置，旨在控制掘进机司机周围的粉尘浓度。该系统在山西省长治市沁县三沟鑫都煤矿的十二层盘区北翼011205掘进工作面进行了现场应用。【结论】结果表明，除尘系统可以有效降低掘进机司机周围的粉尘浓度，除尘率达92.7%。
期刊信息
期刊名称：陕西煤炭
创办日期：1982年
主管部门：陕西省国资委
主办单位：陕西煤业化工集团;陕西省煤炭工业协会
刊期：月刊
电话：029-82210219 18165302958
Email: sxmtzz@vip.163.com
国内统一刊号（CN）：61-1382/TD
国际统一刊号（ISSN）：1671-749X
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