大采高综采面煤壁片帮研究

为有效预防大采高综采面煤壁片帮,保障大采高综采技术的安全、高效,本文综合分析了大采高综采技术,探讨了大采高综采面煤壁片帮形式,研究了煤壁片帮成因,并结合本人实际工作经验,提出了预防大采高综采面煤壁片帮的措施,以供同行参考。     

大采高综采工作面煤壁片帮影响因素分析及控制措施探析

为有效防治大采高综采工作面的煤壁片帮现象,介绍了综采工作面常见的煤壁片帮形式,分析了影响工作面煤壁片帮的因素,并通过创建煤壁片帮几何模型,进行数值模拟分析,进一步验证了大采高综采工作面煤壁片帮的形式主要为拉伸破坏和剪切破坏,同时随着采高的增大,其破坏形式由剪切破坏逐步变成拉伸破坏,这两种破坏形式所形成的叠加破坏区会越来越大,叠加区的煤体结构会变得很不稳定,最终很容易出现片帮现象,基于此总结了一些防治煤壁片帮的措施,为有效防治综采工作面煤壁片帮提供参考。     

综采工作面煤壁片帮的危害与预防

大采高综采工作面煤壁片帮会对人机造成伤害,造成停机、影响生产,引发冒顶事故。该文根据某矿一综采工作面地质状况,分析了工作面煤壁片帮的原因以及预防煤壁片帮的措施。     

大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制技术

为控制大采高综采工作面煤壁片帮,通过理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,研究了大采高综采工作面煤壁片帮机理,在此研究基础上,根据淮南张集矿1215(3)大采高综采工作面具体条件,提出了俯斜开采、采用高阻力结构合理的液压支架、加快工作面推进速度、加固煤壁和及时带压移架等控制煤壁片帮技术,应用实践表明,控制煤壁片帮效果良好.     

特殊地质条件下大倾角综采工作面煤壁破坏机理研究

对大倾角综采工作面的煤壁破坏机理进行了分析,总结了煤壁破坏的主要形式,同时结合河南西部某煤矿1813大倾角综采工作面实际地质情况,建立了大倾角仰采工作面煤壁剪切破坏力学模型,定义了煤壁稳定性判定系数W,并进行了主要的几何与力学参数对煤壁稳定性影响程度的分析。     

综采工作面水力超前卸压防突措施的数值分析

以徐州张集煤矿7353综采工作面现场的实测数据为基础,利用ANSYS有限元分析软件,建立了综采工作面超前水力卸压消突的力学模型,模拟了综采工作面注水前后的应力变化和煤壁挤出位移量的变化,验证了水力超前卸压后上覆岩层的应力峰值向工作面煤壁深部移动以及工作面煤壁挤出的理论.     

综采工作面冒顶机理分析

根据综采工作面支架前梁至煤壁段顶板与支架和煤壁的受力状态,构建了"梁"结构理论模型,分析了支架前梁至煤壁段顶板冒顶机理,解释了补连塔煤矿31401工作面冒顶原因,提出了综采工作面防冒顶的关键技术.     

大采高工作面煤壁片帮机理分析及防治技术

为了治理大采高综采工作面煤壁片帮,采用理论分析、现场实测等方法,研究了大采高综采工作面煤壁片帮机理。依据研究结果,结合赵固一矿12011工作面实际条件,提出了大采高工作面煤壁片帮防治措施。现场实践表明,采用防治措施后,减少了煤壁片帮现象的发生,保证了工作面的高产高效回采。     

综采工作面复合顶板失稳机理及深孔注浆控制技术

为解决复杂地质条件下的大采高综采工作面的顶板与煤壁稳定问题,采用数值模拟分析了综采工作面煤壁的稳定性,揭示了综采工作面的片帮机理;在此基础上,提出了以顶板夹矸劈裂与渗透注浆加固为主、煤体渗透注浆为辅的深厚煤壁与复合顶板深孔注浆控制技术,并成功应用于工程实践。工程实践结果表明:所提出深孔注浆控制技术实现了深厚煤壁与复合顶板的全方位加固,试验区域内顶板夹矸冒落高度一般为200~300 mm,煤壁基本无片帮现象,保证了综采工作面煤壁和顶板夹矸在回采过程中的稳定,且其运用超细水泥注浆加固成本仅为聚氨酯等化学浆液成本的1/9。     

大采高综采工作面煤壁片帮机理分析及预防措施

随着科学技术的发展,采掘机械化程度越来越高,采煤深度不断延伸,煤壁片帮发生几率就随之增高,严重的煤壁片帮会对大采高综采工作面的安全生产造成威胁。大采高综采是厚煤层高采出率开采技术的重要发展方向,具有回收率高,生产能力大,单产高,安全性好等优点,但大采高综采工作面煤壁极易片帮,本文重点阐述大采高综采煤壁片帮的机理、原因及一些预防措施。     

壁后注浆在鸟山风井施工中的应用

鸟山矿风井在施工过程中,井壁出现了漏水,严重影响了施工速度和井壁施工质量。通过壁后注浆封水,做到了干打井,改变了工人的作业环境,实现了优质高效。     

瓦斯爆炸过程中的流体力学行为

实验研究了瓦斯爆炸过程中壁面粗糙度和管道截面积突变这2种因素所引起爆炸流场改变对火焰传播和爆炸波的影响：爆炸火焰速度由壁面粗糙度为2 mm时的275.1 m/s急剧增加到壁面粗糙度为4 mm时的580.26 m/s, 然后又下降到粗糙度为6 mm时的369.05 m/s;管道截面积突然扩大或缩小均引起爆炸火焰速度迅速增加,火焰速度由L/D=16时的15.2 m/s增加到L/D=165时的1 287.7 m/s.理论分析了由紊流导致的火焰速度变化在这2种工况变化管路中的不同表现以及爆炸过程中的紊流、激波、摩擦管流及拉瓦尔喷管效应等流体力学行为.研究结果表明: 由壁面粗糙度及管道截面积变化导致的紊流会使火焰传播速度大幅上升,但紊流只是诱导火焰加速的一个次要因素,由于管道截面积突变引起的拉瓦尔喷管效应是导致火焰加速、加剧瓦斯爆炸烈度的根本原因.     

风速对工作面瓦斯稀释影响规律的数值模拟

以张矿集团宣东二矿33208工作面为工程背景,运用数值模拟软件Fluent研究了工作面风速对瓦斯稀释的影响。研究结果表明:风速固定时,风流对工作面各处瓦斯稀释作用不同,其规律是在垂直工作面推进方向上靠近煤壁处呈波浪形,其他部分规律为较缓慢减小趋势,仅在局部出现较小变化;风速对工作面空间混合气体密度分布的影响表现在自工作面煤壁至采空区距离上呈“反J”字型,且对靠近工作面煤壁处影响较大;在垂直工作面推进方向上呈“J” 字型,且对回风巷附近气体密度影响较大;在瓦斯涌出量一定的情况下,随着风速的增加,上隅角的范围呈减小趋势,且其内混合气体密度越小。     

壁面粗糙度对瓦斯爆炸过程中火焰传播和爆炸波的作用

在试验的基础上,研究了瓦斯爆炸过程中壁面粗糙度对火焰传播速度和超压的影响。研究结果表明:壁面粗糙度对瓦斯爆炸过程影响非常明显,粗糙管道的火焰速度和超压均比光滑管道有大幅提高,得出了不同粗糙度时火焰速度峰值和压力波超压峰值的变化规律。     

基于巷道风流分布规律的风量计算

通过对模拟巷道风流分布规律进行研究,指出风流受巷道壁的黏滞作用,靠近巷道边壁处风流速度较小,越靠近巷道中心区域风速越大,而这种变化趋势在高、中、低风速条件下基本一致;同时研究以风速V(x)为目标函数值,以距巷道壁距离为变量x,对三种风速条件下试验数据进行曲线拟合分析,并得出相应的回归方程,依据此方程构造相应的积分方程计算出巷道的实际风量值,结果显示风量计算值与实际测定值之间存在约15%的误差,该误差在实际通风测定时应予以考虑。     

卸矿站粉尘浓度影响因素的数值模拟研究

为了掌握卸矿站卸矿时卸矿量、巷道风速、矿石粒径和壁面条件对巷道内粉尘浓度的影响,以国内某矿山2号卸矿站为研究对象,运用ANSYS软件对该卸矿站建模、模拟,研究巷道粉尘浓度与卸矿量、巷道风速、矿石粒径和壁面条件之间的关系。研究表明,数值模拟结果与实测结果基本吻合;下风向巷道粉尘浓度大小与卸矿量成正比例关系,与风速、矿石粒径成反比例关系;满足生产条件的情况下,卸矿量5 000 kg/s、巷道风速1.5 m/s时,尽可能增大矿石粒径、定期清扫巷道壁面,可有效降低巷道粉尘浓度。     

基于离散元法的螺旋滚筒装煤性能研究

为提高薄煤层采煤机的装煤性能,以离散元理论为基础,结合鄂尔多斯文玉煤矿的煤样性质测定结果,建立了螺旋滚筒与煤壁的离散元仿真模型。解决了离散元煤壁黏结参数的合理选择以及螺旋滚筒与煤壁之间的耦合等关键问题;通过对不同统计区域内煤炭颗粒质量以及速度的变化进行跟踪和统计,找出螺旋滚筒结构及运动学参数等因素对煤流运动规律的影响:随螺旋升角增加,滚筒装煤率呈现出先增大后降低的变化;滚筒装煤率随截割深度和牵引速度的增加大而逐渐降低;增大滚筒转速能够提高装煤效率,但装煤率提高的幅度随滚筒转速的增加逐渐趋于平缓。     

深厚冲积层多圈孔冻结壁温度场发展研究

冻结壁温度场发展是人工冻结法施工在井筒建设过程中最重要的组成部分,对井筒开挖和安全施工有重要的影响。因在地下进行大面积、长时间冻结,土体会发生复杂变化,无法进行相似模拟实验,数值模拟软件成为最直接的辅助工具。本文通过合理的多圈孔布孔方式,考虑钻孔偏斜、冻结过程中水的相变潜热、不同温度下导热系数及热容等影响因素,结合实测数据,运用数值模拟软件COMSOL Multiphysics 建立多物理场耦合对温度场发展进行研究。以某矿西风井深厚冲积层为研究对象,针对91 d冻结壁温度场发展进行模拟。模拟交圈时间为44 d,冻结壁平均发展速度为25.36 mm/d,与实测交圈时间50 d、冻结壁平均发展速度22.72 mm/d相比有微小的误差,模拟结果与实际情况符合程度良好,并推论出以最外圈为主冻结孔对冻结壁发展速度的影响及利弊。综合前人模拟结果,此模拟方法更具有理论意义及工程指导价值。     

大采高仰采充填工作面煤壁片帮治理研究

 针对陶一矿大采高仰采充填工作面煤壁出现片帮的情况,进行了原因分析及治理技术的研究。在此基础上提出了治理煤壁片帮的技术措施,如提高工作面推进速度、及时护帮、及时支护、提高支架的支护质量等措施。结果表明：通过采取这些措施,工作面煤壁片帮程度得到大幅度改善,片帮次数由原来的每天片帮35次左右减少到6～7次,片帮深度也明显减小,大大改善了工作面的作业环境,促进了超高水材料综采包式充填开采技术在陶一矿的试验与应用。     

矿岩三维运动对主溜井井壁碰撞范围的影响

地下矿山溜井使用过程中，矿石在溜井中运动时在井壁上的初始碰撞对井壁的破坏作用较大，研究矿岩块运动轨迹，确定矿石与井壁的碰撞范围对于井壁的支护具有重要意义。以辽宁某地下矿山溜井为例 ，根据运动学理论，建立了矿岩块运动模型，分析了不同初始运动状态下的矿岩块对碰撞范围的影响，确定了初始碰撞位置的分布范围。研究结果表明：①矿岩与井壁初始碰撞位置与矿岩进入溜井时速度大小、方向 角以及运动耗时等有关，当溜井结构参数一定时，矿岩进入溜井时的速度大小是一定的，此时速度方向角决定着矿岩对井壁的冲击范围；②随着矿岩块初始运动方向角不断增大，矿岩块与溜井井壁碰撞前的行程逐渐 变短，冲击位置不断升高，井壁受冲击一侧在溜井口以下9.23 m处形成两条对称的弧形斜冲击带；③矿岩运动的随机性会影响井壁损伤程度及范围，同时在矿岩流反复冲击下，井壁受冲击的位置与范围趋向集中是累 积损伤的结果。研究结果可为矿山溜井支护提供理论支持。