高位裂隙钻孔技术在煤矿瓦斯治理过程中的应用

以霍州煤电李雅庄煤矿226回采工作面为例,详细介绍了高位裂隙钻孔技术在采煤过程中的应用,指出高位裂隙钻孔技术能有效治理上隅角产生的瓦斯,保证了采面回采期间的生产安全。     

深孔预裂爆破技术与综合分源抽放技术在回采工作面瓦斯治理过程中的应用

在分析霍州煤电集团李雅庄矿2-226回采工作面瓦斯涌出量情况的基础上,详细介绍了深孔预裂爆破技术与综合分源抽放技术的工艺流程、安全技术措施等,并应用该技术成功地对采煤过程中产生的瓦斯进行了有效治理,保证了采面回采期间的安全高效生产。     

李雅庄煤矿瓦斯参数的确定

瓦斯参数对瓦斯抽采方法选取具有决定性的意义。在这次测定中针对李雅庄煤矿开采层,结合李雅庄煤矿的实际条件,通过合理的测定方法对2-602工作面现场直接测定及取样实验室测定得到了瓦斯基本参数。并与沈阳煤科院所测得数据进行了比较,数据基本一样,可知在这次测定过程中所选用的方法是正确的。对以后高瓦斯、低透气性煤层瓦斯的测定具有指导意义。     

李雅庄矿井通风系统分析与优化改造

本文根据李雅庄煤矿的通风系统的原有状况和当前的通风需求，分析进行通风系统优化的必要性和基本原则，并提出了李雅庄煤矿通风系统优化和改造的具体方案。现场实施和系统运行表明，优化和改造方案效果良好，达到了预想的目的     

断层冲击相似模拟微震信号频谱分析

以济三煤矿6303工作面地质条件为背景,进行了断层冲击矿压相似模拟试验研究。利用TDS-6微震采集系统记录了试验过程微震信号,通过对微震信号频谱分析,并结合采动过程中矿压显现特征,总结提炼出断层滑移失稳微震信号的重要波形特征。试验结果表明:采动作用可诱发断层滑移失稳,如果断层围岩系统处于临界应力状态,则很小的扰动就能引起断层滑移失稳。冲击震动波传播遇到断层等不连续面时发生反射、折射,震动波部分或者完全不能穿过断层,导致在断层的另一盘监测不到震动信号。而断层滑移失稳是断层两盘发生的突然相对错动。因此,断层两盘是否监测到明显的震动信号,可以作为断层发生活化的判据。这一结论对于利用微震监测系统监测预报断层冲击矿压具有一定的借鉴意义。     

防水闸门远程控制系统的研究与应用

基于现有多数矿井防水闸门的缺点,详细介绍了防水闸门远程控制系统的设计方案与工作原理以及防水闸门各组成部分的结构特点、性能,通过在霍州煤电集团团柏煤矿下组煤＋400水平的应用情况验证了系统的可靠性。     

微震监测系统在预测桃山煤矿冲击矿压中的应用

本文介绍SOS微震监测系统的工作原理,将该系统应用于桃山煤矿冲击地压监测预报,结果表明,SOS微震监测系统监测质量较好,能够对能量〉26J的矿震准确定位和能量计算,为矿井的安全生产提供了技术支持,具有很好的推广应用价值。     

李雅庄矿通风阻力测定及系统分析

对李雅庄煤矿通风阻力进行全面测定,根据测定的结果全面分析了本矿井通风系统存在的问题并提出有效的整改方案。     

综采工作面末采顶板控制技术

三交河煤矿为山西焦煤霍州煤电集团的一个年产300万吨的大型矿井,矿井内共四个采区（三、五、六、下组煤,其中三、五、六采区为平硐开拓）。2个采区负责全矿生产任务,每个生产采区内布置一个回采工作面,即全矿共两个回采面。其中,五采区由于煤层较厚（h=4m）,为大采高采区,工作面为大采高工作面,即504回采工作面。根据生产要求,现做出2-504工作面回撤期间回撤工艺及支护技术,如有不妥之处,请给予批评指正。     

煤矿开采引起覆岩移动变形规律的数值模拟研究

以霍州辛置煤矿2204工作面为背景,通过数值模拟开采沉陷过程,分析采动覆岩移动的规律和松散层厚度、采深采厚比对覆岩移动及变形的影响。     

基于钻孔电阻率法动态监测的煤层覆岩瓦斯抽采层位确定——以李雅庄煤矿为例

高位水平钻孔瓦斯抽采技术是解决矿井瓦斯危害问题十分有效的工程技术手段.瓦斯抽采水平钻孔施工层位需要布置在覆岩采动裂隙带发育范围内,而复合顶板的采动裂隙带发育范围往往难以确定,导致钻孔施工层位不准确严重影响瓦斯抽采效率.为研究覆岩采动裂隙发育范围,精准确定水平钻孔布置层位,依据煤层开采覆岩变形破坏一般特征,采用钻孔电阻率法对李雅庄煤矿2607工作面开采覆岩裂隙发育特征进行动态监测,分析了不同采动时段的视电阻率响应特征和变化规律,得到覆岩裂隙发育分布的主要层位.研究表明:裂隙带主要发育范围位于煤层顶板26～47.5 m高度内的砂岩层,确定为瓦斯抽采的最佳层位,现场瓦斯抽采试验验证了该层位的准确性.钻孔电阻率法在覆岩裂隙动态监测方面具有较高的精度,为提高瓦斯抽采效率和降低瓦斯抽采成本提供了较重要的技术保障.     

运用监控数据的矿井通风网络动态解算及应用

为解决矿井通风日常管理及优化设计和系统方案模拟等矿井通风安全问题,提出通风监测与通风仿真一体化算法.通过共享矿井监控系统数据库的方法,实现基于互联网技术的在线实时通风仿真计算.研究结果表明:将该算法与矿井通风系统仿真相结合,不仅可以实现矿井通风管理信息系统与矿井监测系统一体化,而且可以完成煤矿通风系统的在线实时仿真以及完成煤矿通风网络的动态解算.通过对霍州煤电三交河煤矿通风系统的实际应用,取得了良好的现场应用效果.     

高精度微震定位采场支承压力分布特征

为定量分析煤矿采场支承压力分布特征,采用微地震监测技术对采场支承压力进行了研究。提出了一种能够显著提高震源定位精度的速度模型反演方法,构建了求解分层速度模型的目标函数。在陕西省境内某矿布置井地联合微震监测系统,并采用标定炮的方式验证了水平分层速度模型井地联合监测方案的定位精度明显高于近水平单一速度模型监测方案。采用水平分层速度模型对监测区域内微震事件进行高精度定位,并结合矿山压力理论,对采场支承压力分布规律与微震事件频次、能量之间的特征进行了研究。结果表明:正常回采过程中受采动影响的超前支承压力范围是工作面前方0～90 m,工作面前方40～70 m范围内为高应力集中区,上、下顺槽的侧向支承压力影响范围分别为0～70 m和0～80 m;研究结果为微地震监测技术在矿山工程领域的应用提供了一定的参考依据。     

基于灰色自记忆原理的煤矿瓦斯浓度预测

 井下瓦斯浓度预测是预防煤矿瓦斯事故的重要环节和基础工作。以预测煤矿瓦斯浓度为研究目的,采用灰色系统理论与自记忆原理相结合的方法,将灰色系统理论导出的煤矿瓦斯浓度变化微分方程代入由自记忆原理推导的离散形式自记忆方程,利用最小二乘法求得记忆系数,建立了煤矿瓦斯浓度预测的灰色自记忆模型。结合李雅庄煤矿304综采面瓦斯浓度实测值,由试算法确定最优回溯阶p=7,建立瓦斯浓度预测灰色自记忆模型,并与G(1,1)模型进行对比分析。研究表明,灰色自记忆模型综合了灰色系统理论和自记忆原理的优越性,能够准确拟合与预测出井下瓦斯浓度变化的总体趋势与波动细节,有较好的工程适应性和较高的预测精度,为井下瓦斯浓度预测提供新的途径。     

我校首次获准国家自然科学基金重大国际合作项目

我校资环学院姜福兴教授申报的国家自然科学基金重大国际合作项目“煤矿覆岩破裂灾变机理、监测与控制研究”获得批准 ,这也是国家自然科学基金委首次批准此类项目。该项目资助由四部分组成 :国家自然科学基金资助 80万元、企业资助 75万元、澳大利亚资助部分软件和技术、学校资助部分仪器设备和人员费用。该项目设立“采动应力、岩体破裂与微震的动态关系及可预测机理”、“采动岩体中微震传播与解析”和“井下微震监测系统设计与试制”三个子课题。该项目旨在研究岩体破裂过程中微震发生、传播、监测、定位、灾害诊断及预报的机理和仪器 ,…     

TVLF探水雷达技术在复杂巨厚煤层探测中的应用

为探究复杂巨厚煤层覆岩破坏规律,以抚顺矿区老虎台矿55002工作面所在区域为试验对象,采用TVLF煤矿探水雷达,分别对55002工作面未开采区域与55002工作面已开采区域进行探测,确定55002工作面开采前后覆岩结构变化特征;采用微震监测方法对探测结果进行了验证.结果表明:TVLF探水雷达探测的55002工作面覆岩破坏高度为240 m,这一高度也是此区域油母页岩和绿色页岩的分界面.微震探测的55002工作面回采前6个月覆岩破坏高度为100 m,回采过程中覆岩破坏高度在100~250 m,回采结束后6个月覆岩破坏高度为250 m.探水雷达与微震监测结果一致.确定了覆岩演化过程及其基本特征,确定了55002工作面覆岩和结构变化的主要影响因素,建立了老虎台矿复杂巨厚煤层覆岩破坏高度与55002工作面采高之间的关系,为老虎台矿及类似条件矿井水害的预测及防治工作提供了参考.     

深部大采高综采工作面微震活动规律多因素分析

为探索深部大采高综采工作面冲击地压监测技术,基于现有的微震监测技术与装备,并结合采场布置与生产接续安排情况,研究了深部大采高综采工作面微震活动规律.对工作面从开面到"见方"阶段大量微震事件进行统计分析,得出诸因素如空间、时间、煤层及工作面生产活动对微震活动造成的一般性规律,为下一步同类工作面开采提供防冲监测依据.     

矿井热源分析及井巷风流温度计算应用

为解决煤炭开采深度的增加与深层煤炭开采带来的高温热害问题,采用对不同类型巷道进行计算分析的方法,结合大屯煤电姚桥煤矿的实际情况对井巷风流温度进行计算,对大屯煤电姚桥煤矿矿井温度进行研究.结果表明:利用这种算法计算得到大屯煤电姚桥煤矿矿井的温度与实际相符合,得出适合大屯煤电姚桥煤矿矿井温度计算的方法;对大屯煤电姚桥煤矿7267工作面温度计算分析,提出可以适当增加7267工作面的风量,以达到良好的降温效果.     

基于Hoek-Brown准则分析工作面围岩应力场

围岩应力场分布特征是矿山开采与巷道支护的重要依据。本研究发展了基于Hoek-Brown强度准则的数值方法,并应用微地震监测资料获取岩体的力学参数,分析了塔山煤矿特厚煤层开采工作面围岩应力场。首先通过FISH语言二次开发平台在FLAC软件中创建基于Hoek-Brown准则的力学模型,然后根据微震监测得到的数据确定力学模型所需的力学参数,最后由数值模拟得围岩应力集中区及峰值应力值。结果表明:采用该方法所获得的数值模拟结果与塔山煤矿8103工作面现场监测值有较好的一致性,为进行下一步煤层开采和超前支护方案的设计提供了依据,也为有效利用微震监测资料提供了新思路。     

外错高抽巷高位钻孔卸压瓦斯抽采技术

为解决相邻两工作面上隅角瓦斯超限难题和实现高抽巷"一巷两用",提出外错高抽巷布置方式:沿上工作面回风顺槽侧,在煤层顶板内外错布置走向高抽巷;在高抽巷服务前期,在其内采用高位钻孔抽采上工作面采动卸压瓦斯;在高抽巷服务后期,直接采用高抽巷抽采下工作面采动卸压瓦斯;实现1条高抽巷服务于相邻两工作面,提高高抽巷利用效率。基于山西霍州煤田集团李雅庄煤矿2-603工作面地质条件,建立外错高抽巷围岩结构力学模型,采用理论分析、数值模拟、相似材料模拟及现场实测等研究方法系统分析工作面覆岩采动裂隙发育特征,研究覆岩采动裂隙分布规律,确定外错高抽巷和高位抽采钻孔布置参数;基于高位钻孔测斜结果,提出角度补偿纠偏方法及纠偏效果评价指标。高抽巷位于2煤层顶板25.0 m处,外错2-603工作面25.0 m;高位钻孔终孔位于顶板44.0 m处,水平及倾斜方向上的纠偏角分别为-3°和-2°。研究结果表明:高抽巷受2-603工作面采动影响较小,巷道断面能满足下区段2-605工作面抽采要求;高位钻孔终孔位置合理,高位钻孔抽采瓦斯体积分数高,且持续抽采时间长;采用角度补偿纠偏方法后钻孔瓦斯体积分数的最大值和平均值较纠偏前分别提高15.3%和11.6%,2-603工作面生产班、检修班上隅角瓦斯体积分数分别为0.504%~0.951%和0.467%~0.893%,解决了工作面隅角瓦斯超限难题,保障了工作面安全高效开采。