复杂地质条件下大断面煤巷快速掘进研究与实践

采用综合机械化掘进技术是实现煤巷快速掘进的主要途径.为了提高复杂地质条件下大断面煤巷掘进速度和机械化水平,文章首先分析了综掘工作面快速掘进的诸多影响因素,继而利用FLAC3D数值模拟软件,研究了不同掘进进尺时,巷道围岩应力场及位移场分布特征,分析了同一掘进速度下不同支护参数对大断面煤巷快速掘进的影响.在此基础上依据林南仓煤矿2220工作面综掘实际,提出了实现快速掘进的技术措施:掘进切割快速、支护参数合理、辅助运输连续及其三大工序之间的优化配置,从而达到快速掘进的目的.     

煤层底板弹性岩梁力学模型探讨

 借鉴煤层底板隔水层阻水性能的相关研究成果,建立了煤层底板弹性岩梁力学模型,分析了底板隔水层应力分布特征,讨论了底板破断后的结构及其稳定性,提出了煤层底板突水发生的判据,对矿井防治水具有指导意义。     

多组份水炮泥配方优选及降尘试验研究

为解决水炮泥降尘效果不佳的问题,改善作业环境,以梅山铁矿-318W-N16巷道型采场为工程背景,研究多组份水炮泥降尘技术在采场爆破防尘方面的应用。以表面张力和接触角为优选指标,通过对比试验的方法完成了基料和辅料的初选与复配,得到了表面张力小、接触角小、铺展能力强的多组份润湿剂配方,并以此自制了多组份水炮泥应用于梅山铁矿爆破落矿作业。现场试验表明:应用多组份水炮泥进行采场爆破作业时,总粉尘降尘效率为63.61%,呼吸性粉尘降尘效率达61.63%,较普通水炮泥降尘效率提高35%左右,说明多组份水炮泥可从源头上有效降低采场爆破作业时的粉尘浓度,加速矿尘沉降,减少爆破工序作业时间,提高作业效率,对于进一步研究金属矿山深孔爆破落矿源头降尘具有一定的参考价值。     

铁矿采场多组份水炮泥抑制爆破烟尘试验研究

金属矿山采场爆破烟尘产生量大，不仅严重危害井下工人的职业健康，而且经回风井排放到地面也会造成大气污染。基于此研制了新型多组份水炮泥配方，以梅山铁矿巷道型采场作为试验地点，利用在线监测的手段测定了采场爆破后4种水炮泥装填类型的粉尘变化情况以及炮烟中CO、NO的浓度变化规律，分析对比了不同装填类型的水炮泥对采场爆破烟尘的抑制效果。研究结果表明：采场爆破后CO和NO浓度变化均遵循“双峰曲线”的规律，基本具有普遍性；在抑制粉尘方面，多组份水炮泥的效果优于普通水炮泥，且其呼尘相对降尘率远大于全尘相对降尘率，即多组份水炮泥具有更为良好的呼尘抑制效果；在抑制有毒有害气体方面，与普通水炮泥相比，多组份水炮泥对CO的抑制效率提高了51.9%，但对NO的抑制效果没有明显提升，即多组份水炮泥中的添加剂对CO的抑制效果明显，而清水在NO的抑制过程中起到了关键作用。     

金属矿山采场爆破尘毒防控技术研究进展及展望

金属矿山爆破尘毒防控是加强企业环保意识与构建绿色矿山的重要途径,是实现矿业高质量发展的必然要求.为了系统研究金属矿山采场爆破尘毒污染问题与防控措施,从粉尘理化特性、水炮泥降尘、在线监测系统、云雾除尘等方面进行了综合评述.认为现阶段该领域研究存在的不足为:金属矿山尘毒基础研究投入不足,受重视程度不够;尘毒防控机理不完善;...     

我国金属矿山粉尘防治技术研究现状及展望

粉尘危害已经成为制约金属矿山生产安全、职业健康与环境的突出问题,金属矿山除尘大多采用湿式除尘和袋式除尘技术,现有的除尘技术虽然具有较高的除尘效率,但仍然存在阻力大、能耗高和应用效果不佳的不足,因而有必要对金属矿山粉尘防治技术进行深入思考.为了进一步改善矿山作业环境,提高安全清洁生产和职业健康水平,对国内外金属矿山粉尘防...     

矿山巷道矿压数值模拟推演及监测技术研究

为进一步掌握矿山窄矿柱沿空掘巷成巷技术,提高资源采出率。针对具体的生产地质条件,通过矿压监测、数值模拟等手段分析了窄矿柱巷道掘进、工作面推进和二次采动窄矿柱支承应力分布特征及影响。结果表明：1)巷道掘进期间,巷道前50 m压力较大,尤其是巷道两帮移近较为明显,两帮最大移近量约200 mm; 2)巷道掘进阶段、采动影响时期,回风顺槽与上运输顺槽之间留设5 m矿柱,形成较大的应力集中,矿柱内最大垂直应力为21.38 MPa,工作面前后方矿壁内的垂直应力约为30 MPa,应力集中系数约为3,影响范围约为84 m,矿柱最大垂直应力为41 MPa; 3)受二次采动影响,矿柱内的应力约为40 MPa,与一次采动相比变化不大,而应力峰值出现在工作面前方的三角区域,最大可达57.4 MPa,表明该区域是工作面回采期间的防治重点。矿压监测与数值模拟结果较为一致,进一步证明了研究结果的可靠性。     

金属矿山爆破微细粉尘云雾除尘机理及试验研究

为降低金属矿山爆破微细粉尘浓度,提出了巷道全断面云雾除尘技术,净化回风流中的粉尘。利用自行设计的雾化实验平台,分析了云雾喷嘴的雾化效果及气压、水压对雾化效果的影响,获得气流量、水流量随气压的变化规律,认为当气压为0.5 MPa,水压为0.2 MPa,水流量为35 L/h,气流量为2.65 m3/h时,云雾雾滴中值粒径D50最小,约6.0 μm。基于云雾喷嘴雾化特性及最佳工况条件,以云雾除尘主机和气水源处置为主体,研发了巷道全断面云雾除尘技术,并在梅山铁矿进行了现场试验。结果表明：爆破落矿后,经云雾除尘装置净化后,回风流中全尘、呼吸尘的降尘效率分别为96.89%、96.04%,表明云雾与粉尘粒径匹配效果好,可有效降低沿风流方向的微细粉尘浓度,提高降尘效率,取得较好经济效益和社会效益。     

浅部矿体开采覆岩运移及导水裂隙带发育高度分析北大核心

为研究浅部矿体开采覆岩运移及导水裂隙带发育特征,以红柳矿I020308工作面为研究对象,采用理论试验、数值模拟、理论研究与现场实测方法,分析采动覆岩运移规律以及导水裂隙带发育高度。结果表明:1)覆岩裂隙呈“采场上方裂隙扩张-采空区上方裂隙闭合”趋势,岩块破断呈“下位岩体垮落-上位岩体咬合-叠层同步下沉”趋势,覆岩下沉量峰值达3.268 m。2)导水裂隙带高度发育过程为极缓慢-逐步扩展-迅速发育-增速递减发育;伴随采动影响,含水层水量间歇性释放,采空区涌水量交替增-减且整体呈下降趋势,直至工作面充分采动后稳定,实测导水裂隙带高度为58 m。3)基于矿物成分及微观结构分析,覆岩内富含亲水性黏土矿物且广泛分布粗颗粒,水-岩反应下将加剧裂隙发育,造成理论与实测导水裂隙高度形成误差。