基于数值模拟和现场测试的中厚煤层切顶留巷关键技术研究
王俊峰;郭志飚;刘毅涛;高敬威;为探究切顶卸压沿空留巷技术在浅埋深中厚煤层的应用效果，结合理论分析、数值模拟、现场监测等手段对金通煤矿51112工作面浅埋深中厚煤层切顶留巷关键技术参数展开研究。首先，对工作面概况和巷道支护形式进行了调研，51112工作面埋深平均55 m,煤层厚度为3.2 m,为典型的浅埋深中厚煤层软弱顶板，并对巷道围岩变形特征进行了分析；以此为基础，结合该工作面中厚煤层软弱顶板，分别对顶板切缝、聚能爆破、恒阻锚索支护、挡矸支护、架后临时支护等关键技术相关参数进行分析设计，确定出最佳的关键技术参数；然后通过不同切缝高度的数值模拟确认了最佳切缝高度为9 m,通过不同切缝角度的数值模拟确认了最佳切缝角度为15°,然后将设计的留巷技术参数进行现场应用。最后结合现场监测数据进行分析并验证，现场留巷监测结果显示，工作面卸压效果明显，最终留巷顶底板移近量为233 mm,两帮收敛量为150 mm,围岩变形可控，成巷效果显著，有效断面尺寸足以满足相邻工作面复用需求。
文家坡煤矿水浸煤体本构方程优化研究
王皓;宋宪峰;高虎;伍珊;朱诗鹏;通过对文家坡煤矿4104工作面4号煤层取样，开展不同水浸时间下(0 d、0.6 d、3 d(饱和)、30 d、90 d)原煤试样的单轴压缩试验，获取5种不同水浸时间下文家坡煤矿煤样的峰值应力、弹性模量等力学特征参数，并构建一种水浸作用下煤体的损伤本构模型。结果表明，通过对煤样进行0 d、0.6 d、3 d(饱和)、30 d、90 d的不同水浸时间试验证实，文家坡煤矿煤体的单轴抗压强度和弹性模量随水浸时间增加，下降幅度逐渐增加。通过试验证实，文家坡煤矿4104工作面4号煤层的煤体在经矿井水浸泡3 d可达完全饱和状态，煤样达到完全饱和状态较未达到饱和状态的单轴抗压强度和弹性模量下降幅度更大。采用连续损伤力学和Weibull统计损伤理论，提出了一种考虑水浸-应力作用下的煤体损伤本构模型，能够较好地反映不同水浸时间对煤体力学性质的影响。通过以上研究，对于评估文家坡煤矿在其生命周期内的稳定性有重要意义。
基于TPE-LightGBM的平顶山煤田矿井水源判识模型研究
谢潇;鲁璐;快速识别突水水源类型是矿井水害防治的关键环节。为实现对平顶山煤田矿井水源的准确识别，分别提取地表水、第四系孔隙水、石炭系灰岩岩溶水、二叠系砂岩水和寒武系灰岩岩溶水的水样，并选择关键判别指标Na++K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO-3进行分析。为避免模型因离群数据的干扰产生过拟合现象，利用箱型图准确地显示出数据的离散分布情况，并从数据中快速识别出20组异常值，对研究数据进行了清洗。将清洗后的数据以8∶2的比例划分为学习样本和测试样本，并将学习样本输入光梯度提升机(LightGBM)进行模型训练。利用树状结构帕森估计器(TPE)对LightGBM进行主要参数的优化，构建TPE-LightGBM模型。将LightGBM与TPE-LightGBM的结果对比可知，模型的精度提升了13.9%,表明TPE算法具有一定的有效性。为进一步验证模型的性能，将实验结果与随机搜索-多层感知机(RS-MLP)、遗传算法-极限梯度提升树(GA-XGBoost)模型进行比较。结果显示，TPE-LightGBM模型具有更高的精度和较低的泛化误差，这表明TPE-LightGBM在水源辨识中更具优势并且适用性较强。利用Gini系数对变量的贡献度进行量化，根据计算结果可知Ca2+的贡献度最高，因此需要注意Ca2+的浓度变化。综上所述，TPE-LightGBM具有较高的精确度和泛化能力，在水源识别问题上具有一定的指导意义。
采空区流场三维演化规律与自燃危险区域判定研究
张孝金;孙汤凯;高志新;田波;张臣;李建鹏;为研究采空区煤自燃“三带”演化规律及分布范围，以东沟煤矿1402综采工作面为研究对象，通过程序升温实验确定煤层自燃指标气体种类，通过数值模拟及现场观测结合确定1402综采工作面采空区注氮前后自燃“三带”范围。结果显示，CO、C2H4、C2H4/C3H8可作为宽沟煤矿自然发火的指标气体，确定注氮后自燃“三带”的范围为进风侧在距工作面15.4 m、回风侧在距工作面18.6 m的采空区域内属于散热带；进风侧在距工作面15.4～53.6 m、回风侧在距工作面18.6～66.4 m的采空区域内属于氧化带；而采空区进风侧达到53.6 m、回风侧达到66.4 m以后，则进入窒息带。对比注氮之前的自燃“三带”的范围，注氮使氧化带的宽度及面积大幅度缩小，使进风侧氧化带宽度较注氮前缩小了21.8 m,有效降低了对采空区自燃危险区域的治理难度。
多含水层同径止水技术在煤矿抽水试验应用研究
李东东;刘珩博;李鹏飞;张莹辉;殷浩东;在开展水文地质调查评价工作时，对各充水含水层进行分层抽水试验、准确获取含水层水文地质参数具有十分重要的意义。以彬长矿区胡家河煤矿H40310钻孔为研究对象，结合Packer封隔分层止水技术的优势，在总结分析多含水层同径止水技术原理的基础上，通过设计抽水试验方案，开展同径止水使用方法和适用条件的研究。结果表明，利用双栓塞系统可实现同径钻孔中任意深度的分层抽水和取样目的，试验效果较好；洛河组全段渗透系数0.276 4 m/d,同径止水抽水试验所得渗透系数与区域上渗透系数一致，说明同径止水抽水试验结果可信；采用膨胀胶管(气囊)止水器同径止水能大幅度缩小孔径，避免水文孔施工多次扩孔，止水质量可靠。研究结果可为类似水文地质条件下开展多含水层同径止水研究提供参考。
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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