综放面合理护巷煤柱宽度确定与回采巷道支护方案设计

基于阳湾沟煤矿地质资料,应用极限平衡理论计算得到合理的煤柱尺寸为25m;采用FLAC3D数值模拟分析了不同宽度护巷煤柱的垂直应力和弹塑性区分布规律,得到合理的煤柱尺寸为25～30m;最终确定阳湾沟煤矿合理护巷煤柱宽度不小于25m。针对回风顺槽顶板不同的围岩状态,设计了支护方案,通过数值模拟得到不同支护条件下的围岩应力状态和位移分布,结果表明,支护方案是合理的,能够有效的控制围岩的变形与破坏。     

山西大同同忻井田岩体应力状态分析及其应用

为了分析同忻井田岩体应力空间分布特征及其与矿压显现的关系,利用地质动力区划方法对井田范围内的活动断裂进行识别和划分,以所划分的活动断块为构架,通过岩体应力状态分析系统计算确定了井田岩体应力状态,划定了高应力区、低应力区和高应力梯度区。结合矿压观测数据分析了矿压显现与岩体应力状态之间的关系,确定同忻井田矿压显现主要受到由活动断裂产生的高应力控制。研究结果可为同忻井田矿压显现预测及其控制提供指导。     

双系煤层开采相互影响下的覆岩运动与破坏规律分析

以大同矿区同忻煤矿为例,利用关键层理论、物理探测技术和数值模拟,分析双系煤层开采形成的覆岩运动与破坏规律。研究结果表明：（1）石炭二叠系煤层工作面推进至193 m时,覆岩裂隙带发育高度达到最大为174.7 m;（2）物理探测得到3-5^#煤层开采引起的覆岩垮裂带高度约为180 m,综合理论计算与现场实测,确定覆岩裂隙带发育高度与采厚之比为11.7-12.0;（3）侏罗系煤层开采引起的底板破坏及双系间覆岩软弱夹层的缺失为双系煤层采空区联通进一步提供了条件;（4）侏罗系煤层的开采影响石炭二叠系煤层工作面超前支承压力的分布规律,当石炭系煤层工作面位于侏罗系煤层遗留煤柱下方时,超前支撑压力较无采空区时增大12.4%;（5）研究成果揭示了双系开采相互影响关系,为采取安全开采措施、减弱双系开采相互影响程度提供了科学依据。     

基于地质动力区划的矿井动力环境研究

矿山工程处于构造块体中,会受到板块构造活动的影响,矿井动力灾害与板块及构造块体的活动密切联系。以板块构造学说为基础,运用地质动力区划方法确定了不同尺度和级别构造活动的特征,提出用构造凹地反差强度、地形曲率变化来评价区域地质动力环境的方法,揭示了矿井动力灾害发生的动力条件与能量基础,建立了板块运动与矿山工程实际的联系。应用结果表明,阜新矿区具备发生动力灾害的地质动力背景,已发生的冲击地压地点处于地质动力区划方法确定的动力区域影响范围内。     

基于PCA-RF的回采巷道围岩稳定性预测

回采巷道的稳定对煤矿的安全、高效生产至关重要,在生产前应对其评价,以利于采取针对性的措施。为提高回采巷道稳定性预测的准确率,将主成分分析(PCA)与随机森林(RF)算法相结合,对回采巷道稳定性进行预测。根据回采巷道稳定性的影响因素,选取围岩强度、埋深、节理裂隙发育程度、巷道跨度、直接顶与煤层厚度之比和松动圈厚度6个指标作为巷道稳定性的影响因素。采用PCA提取影响因素的主成分,选取贡献率大于80%的3个主成分,代替原有的6个影响因素,将其作为随机森林(RF)的输入变量。将回采巷道稳定划分为4个等级,建立PCA-RF回采巷道稳定性预测模型。研究结果表明:采用PCA-RF模型误判率低,具有较高的预测精度,能够相对有效地对回采巷道的稳定性进行判定。