【目的】郭家滩煤矿主采煤层为2-2、3-1、4-3和5-3煤层,由于上部2-2煤层较厚,易形成强能量地震反射波,对下部3-1、4-3和5-3薄煤层地震反射波存在能量屏蔽效应。为解决此情况,【方法】文中详细地介绍了多子波分解与重构技术方法原理,根据郭家滩煤矿主采煤层地质赋存特征构建了地质模型,并采用声波波动方程进行地震正演模拟。【结果】利用地质模型正演模拟地震记录对多子波分解与重构技术进行测试、分析认为该方法可以有效地提取出强能量地震反射波,从地震数据中将强能量地震反射波剔除后使深部薄煤层地震反射波能量相对增强,从而提高地震勘探对薄煤层的识别能力。【结论】同时将多子波分解与重构技术应用到郭家滩煤矿实际三维地震数据处理中,取得了良好的应用效果,并为郭家滩煤周边区域或其他类似地区地震勘探工作提供借鉴。
【目的】为确定长城三矿运输巷支护参数,【方法】基于巷道围岩松动圈理论、数值模拟方法研究了3种不同支护方案合理性,并得出最优方案并应用于工业现场。【结果】结果表明,基于围岩松动圈理论计算得出,顶板松动圈的高度为Ls=3.63 m,两帮的松动圈为Le=2.38 m。3种支护方案,锚索长为7 300 mm,两帮锚杆长为3 000 mm。三种方案均有效穿过巷道围岩塑性破坏区,因此现场采用的锚杆、锚索支护长度是可行的。通过数值模拟得出,方案一为最优方案,并确定顶板、两帮锚杆间排距分别为1 000 mm×1 000 mm、1 500 mm×1 000 mm,锚索排距为2 000 mm,间距1 500 mm。【结论】通过现场工业试验得出,巷道围岩变形分为急速变形阶段、缓慢变形阶段和逐渐趋于稳定阶段,巷道围岩顶底板收敛量最大位移量达到115 mm,两帮收敛量最大达到141 mm,巷道围岩变形量较小,可有效控制围岩变形。
【目的】为探究不同粒径与剪切角度下砂岩力学响应机制。【方法】采用Sigma 300扫描电子显微镜和MTS万能试验机,对不同粒径的中砂岩、细砂岩、粉砂岩3种岩样分别开展9组不同剪切角度力学试验,分析不同剪切角度下砂岩力学响应机制。【结果】研究结果表明,随着砂岩粒径的减小,其抗剪强度显著提升,细砂岩与粉砂岩的峰值强度分别比中砂岩提高了63.27%与89.55%;剪切应力峰值强度随剪切角度增大呈现“Z ”型变化趋势,且细砂岩剪切强度为14.93 MPa,受剪切角度影响变化的幅度最大;砂岩峰值强度转折点随粒径减小而前移,细砂岩与粉砂岩较中砂岩转折角度分别提前了0°~10°与20°~30°;在砂岩剪切破坏过程中,随着砂岩粒径的减小岩样弹性能增加幅度从0.39扩大至1.1,脆性指标从0.42提高至0.55。【结论】研究结果可为矿山巷道围岩控制技术研究提供依据,并确保矿山安全高效开采。
【目的】煤矿开采过程中产生的采空区伴随复杂的水文地质条件,为解决对矿井安全生产构成的严重威胁,【方法】通过分析伊田煤矿采空区的地形地貌、地层岩性、水文地质特征等基本情况,明确了勘探目标和难点,利用瞬变电磁法设计了勘探方案。【结果】结果表明,通过实地勘探和数据分析探测出伊田煤矿采空区的水文地质异常区域,包括积水采空区、断裂带等关键信息。【结论】基于研究区地勘资料,验证了基于瞬变电磁法的勘探技术在伊田煤矿采空区水文地质勘探中的有效性,为类似地质条件下的煤田水文地质勘探提供了有益的参考和借鉴。
【目的】为研究浅埋工作面过沟开采时关键层破断结构的力学行为及影响因素。【方法】将上坡段关键层受力问题简化为悬臂梁承受线性载荷模型,分析了关键层的破坏形式,发现拉破坏和剪切破坏是主要破坏模式。结合极差分析法和单因素敏感性进行分析,研究了关键层厚度、抗剪强度、体积力和坡体角度对关键层垮落长度的影响。【结果】结果表明,关键层厚度对垮落长度的影响最为显著,对坡体角度和抗剪强度也具有一定影响。数值模拟分析进一步揭示了工作面过沟时围岩应力场和塑性区的分布特征,表明坡度对围岩应力的影响显著。且过沟过程中,围岩的应力分布和塑性区呈现出不对称性。【结论】研究结果为浅埋工作面过沟开采的安全性分析提供了理论依据。
【目的及方法】随着煤矿行业的智能化转型加速,煤矿智能化工作面远程供电供液配套技术成为提升矿井生产效率、保障作业安全的关键技术。为此,基于远程供电供液配套原则,从系统功能设计、通信技术和协议、监控体系构建和闭锁保护机制等多个维度进行分析,采用最优化理论构建多目标优化模型,进而对远程供电供液成套设备的优化设计与应用进行了研究。【结果及结论】结果表明,选用3台BRW400/37.5F型乳化液泵站,并采取了“两用一备”的模式,即2台泵站同时工作,另一台作为备用的供液模式,能够满足工作面液压需求;对采煤机、刮板输送机、转载机以及破碎机等关键生产设备采用3 300 V等级的高电压进行供电,泵站设备则选择了更为适宜的1 140 V等级电压进行供电,兼顾了设备运行需求与电压等级的匹配性。
【目的及方法】深部岩体处于极其复杂的应力环境中,但随着开采深度的不断增加,深部的围岩应力重新分布,造成部分岩体产生高应力显现。鉴于此,针对同一类岩石试件,利用3D打印技术,制备了4组不同粗糙度系数的结构面剪切试件,进行了不同法向应力下结构面剪切实验。【结果】结果显示,结构面破坏形式基本分为3个阶段。当法向应力为2.3 MPa时,岩体较为完整,属于剪切滑移破坏。【结论】当法向应力小于16.1 MPa大于2.3 MPa时,结构面剪切时沿着起伏体中部发生破坏,为拉剪混合破坏;当法向应力为20.7 MPa时,试件上下覆岩体破坏严重,为轴向劈裂破坏;当法向应力为20.7 MPa时,粗糙度系数并不会对结构面峰值剪切强度产生较大影响,并且在同一法向应力下,粗糙度系数的改变主要影响结构面产生裂隙的数量,为判断施加于试件法向应力的大小提供了参考。
【目的】为实测银星一号煤矿3号煤层顶板“两带”发育高度。【方法】选择110301工作面为测试区域,综合采用取芯、钻孔冲洗液消耗量观测、钻孔电视等实测方法进行实测,并与理论计算结果进行对比分析。【结果】结果表明,钻孔冲洗液消耗量突变位置最高,规范公式计算结果最小;分析认为冲洗液消耗量只能定性反映裂隙的发育程度,且易受岩层孔隙裂隙沟通程度等因素影响,而钻孔电视能够直观地观察到裂隙在垂向上的发育变化趋势和细微特征,准确性和可靠性较高。【结论】最终将钻孔电视成像探查结果作为3号煤层采空条件下的导水裂隙带高度值,即56.95 m,裂采比为17.58:1。
【目的及方法】井工开采深部矿产资源必须建井先行。对于穿过松散富水表土或富水软弱岩层等复杂地层条件下的斜井,普通法施工无法通过,必须采用降水法、注浆法、冻结法等特殊工法进行施工。故论述降水法、注浆法、冻结法、盾构法(TBM)等工法的适用性,并对国内采用斜井开拓的煤矿和复杂地层斜井建设工程进行简要介绍,重点对复杂地层斜井建设技术从冻结段井壁结构、冻结工艺、掘砌技术等方面进行详细介绍。【结果及结论】对我国西部地区斜井建设的经验与教训作了总结,列举了部分建井期间被迫改用冻结法抢险或修复井筒的煤矿案例,进一步明确了在西部地区白垩系、侏罗系孔隙含水为主的弱胶结砂岩层条件下,基岩冻结法凿井更具适应性,为我国同类地质条件矿井的斜井施工方案提供了借鉴。