深井高应力巷道定向拉张爆破切顶卸压围岩控制技术研究

巷道安全关系到煤矿的高产高效,深部矿井的巷道稳定性控制尤为重要。以红庆河煤矿3-1101工作面为工程背景,分析深井高应力巷道围岩变形机制,提出一种深部巷道定向拉张爆破切顶卸压围岩控制技术,并运用数值模拟及现场试验等方法对该技术的作用效果开展综合研究。研究发现,定向拉张爆破切顶卸压技术可保证在不破坏本工作面巷道稳定性的前提下,通过人为主动控制覆岩结构垮断位置,达到优化巷道应力环境的目的。但是,不同切顶效果下,围岩垮落形态、应力分布及变形特征有所差别。数值模拟发现,在一定范围内,增大切顶高度有利于促进采空区顶板岩层垮落,减少悬顶空间,并减小传递至实体煤上的采空区覆岩荷载。增强切顶效果可减小巷道变形,加快巷道围岩稳定。现场试验发现,随着切顶效果增强,煤体内应力峰值和应力稳定值均会下降,应力达到稳定后的滞后工作面距离会缩短,控制巷道的围岩变形量及变形速率会减小。实践证明,采用该技术后,深井高应力巷道的围岩大变形问题得以有效解决。     

基于嵌入式以太网的煤矿安全智能监控系统设计

针对煤矿安全存在的问题,设计了一种基于微控制器MAX7651和AX88796的嵌入式以太网智能监控系统,该系统不但有功能易于拓展、组态灵活的特点,而且具有很高的性价比,可很好地满足中小型煤矿安全监控的需要。     

格栅填料压降与流场的CFD分析

以金属格栅填料作为研究对象,针对4种不同长宽比的格栅填料,利用CFD模拟了其在5种不同流速下的干塔压降和流场分布,分析了填料内的回流现象以及当改变填料结构尺寸时与压降变化的关系。     

切顶卸压无煤柱自成巷研究进展与展望

长壁采煤方法是地下矿山开采中普遍采用的采煤方法之一。长壁开采沿空掘巷方法每开采1个工作面,需掘进2条回采巷道并留设1个护巷煤柱,煤柱资源无法回收、巷道掘进量大。基于采矿岩石力学的基本原理,笔者团队建立了平衡开采“切顶短臂梁”理论,提出了切顶卸压无煤柱自成巷技术,研发了顶板定向预裂切缝、高预应力恒阻锚索支护、矸石巷帮挡矸支护等关键技术。国内外学者在切顶卸压无煤柱自成巷的理论、试验和技术方面开展了系统研究。在理论研究方面,形成了无煤柱自成巷平衡开采理论,建立了切顶短臂梁模型和“三阶段”动态分区模型,为新型煤炭开采方法奠定了理论基础;在试验研究方面,开展了切顶卸压无煤柱自成巷地质力学模型试验,进行了顶板定向预裂切顶设计研究,分析了恒阻吸能锚杆(索)的静力拉伸、动力冲击等性能,探究了护帮挡矸结构的承载能力,为无煤柱自成巷关键技术设计提供了依据;在现场试验方面,针对不同工程地质特征进行了现场试验研究,研发了适用于实际工程的配套核心技术装备。文章对切顶卸压无煤柱自成巷理论和关键技术的研究现状进行梳理与总结,并对未来的发展方向进行展望。