近距离煤层群卸压采动应力演化数值模拟

为研究近距离煤层群上部煤层开采时对下部煤岩层产生的应力分布影响效应,以潘二矿西四采区B组煤层地质及开采技术条件为背景,采用UDEC软件建立近距离煤层群下向卸压开采模型,获得了8-1煤层开采过程中下部煤层群围岩应力场分布特征及高应力的演化特征.研究结果表明:下向卸压开采下部煤层群的卸压效果与岩层结构、开采参数、煤层位置等密切相关,随着开采距离的增加,卸压范围成非线性递减,并受岩层岩性影响,卸压煤层支承压力峰值及卸压范围呈梯级演化.对于确定近距离煤层群下行卸压开采方案提供了合理依据并对回采巷道合理布置具有一定的指导意义.     

露天煤矿采区转向接续期间剥采工程优化

 近水平煤层露天煤矿划分成多个采区按顺序开采,上一个采区开采即将结束转向下一个采区开采时,需要做好两个采区在转向过渡期间的剥采工程优化安排,以保证转向过渡顺利.本文以平朔安家岭露天煤矿首采区向二采区转向开采期间剥采工程为例,提出了缓帮L型转向方案、缓帮扇形转向方案、重新拉沟开采转向方案,采用方案比较法分析比较了3个转向方案的生产剥采比、转向过渡时间、剥采运距及经济效益等,确定采用L型转向方案.在采区接续工程位置确定研究中,提出了多种两个采区V-P曲线接续方案,分析不同接续方案的生产剥采比、过渡时间等的变化规律,综合分析确定合理的转向过渡方案,并对两个采区的逐年剥采工程量进行优化.     

驻留矿体最佳开采方案研究

为解决驻留矿体开采技术难题,建立了开采方案综合评判指标体系,运用熵权法、层次分析法及密切值法基本理论对开采方案进行了综合评判选择,从而确定驻留矿体最佳开采方案。评判过程中,采用二元比较法将影响采矿方案的定性指标相对定量化,建立综合评判定量指标体系;运用优化的熵权法与层次分析法相结合的方式求得均衡权重,进而通过密切值法计算各采矿方案的密切值,以确定开采方案的优劣。将该方法应用于姑山铁矿驻留矿体回采方案的优化选择中,得出3种采矿方案的密切值分别为0、3.8、5.1,从而确定第一种方案为最优方案。经生产实践证实,该方法确定的采矿方案取得了良好的经济效益。     

露天转地下最佳开采模式

建立露天转地下开采模式综合评判模型,运用层次分析法和模糊数学的基本原理对多种开采模式进行评判优选.评判优选过程中,综合考虑影响露天转地下开采模式的动态、静态、定量、非定量指标,如技术、经济指标及边坡稳定程度等:将待选择方案指标转换成隶属度矩阵,通过层次分析法得到各因素权重向量;从而建立模糊综合评判模型,利用模糊数学原理计算出各方案基于影响因素的综合优越度.以石人沟铁矿为例,4种开采模式的优越度分别为45.82％,84.32％,89.88％,80.75％,从而确定第3种方案最优.     

主成分分析法在地下洞室群施工中的应用

为全面考虑大型地下洞库群施工过程中涉及的诸多因素,以选择合适的施工方案,介绍了主成分分析方法的基本原理及实施步骤,采用了层次分析法确定影响因素的权重.利用此方法在充分考虑大型地下洞室群施工过程中诸多影响因素的基础上,结合工程实例对施工方案进行了评价,并从中优选出最佳施工方案.层次主成分分析法分析各个指标因素之间的相对重要度,使施工方案的评价更具有客观性.     

应用GEO-EAS软件进行露天矿区域化变量评价

结合露天煤矿区域化变量评价的具体情况,论述了地质统计学中变异函数的确定与拟合、克立格估值以及参数选择等基本理论和方法,介绍了GEO-EAS交互式软件包的主要特点和功能,提出了露天矿区域化变量评价的流程.最后以某露天矿为例,建立了17#煤层厚度的理论半变异函数模型,对其变异规律和勘探程度进行了分析评价;绘制了克立格估值等值线图、渲染图以及方差等值线图,并对其空间分布和估值精度进行了评价.实践证明,该软件在煤层、煤质以及开采指标评价等方面具有广阔的应用前景.     

清河门矿近距离煤层群上行开采技术

为了确定清河门矿231采区3-3煤层上行开采的可行性,利用相似材料模拟方法分析了下部3-2煤层开采对3-3煤层的影响,在此通过布置巷道和钻孔进行现场探测,分析了3-3煤层下伏采空区的充实程度、3-3煤层下沉变形及围岩采动裂隙、顶板离层状态等情况.在此基础上,成功对231采区3-3煤层N3路的近距离煤层实行上行综合机械化开采.     

急倾斜下保护层倾向保护范围数值模拟及验证

基于保护层项底板煤岩层的物理力学参数和地质特征,利用有限元软件ANSYS生死单元模拟下保护层开采,观察开采后的被保护层应变、应力场的变化情况,根据保护准则确定倾向保护范围.结果表明,下保护层开采急倾斜煤层沿倾向下部边界的卸压角为88°.同时,在实验现场通过布置压力孔,观测压力变化情况来分析确定保护范围沿倾向下部边界的卸压角为86°.对比分析数值模拟和现场实验的结果,在现场施工不确定因素影响下,最后确定下保护层开采急倾斜煤层沿倾向下部边界的卸压角为86°.     

露天矿采区划分TOPSIS决策方法及应用

为解决露天矿采区划分与首采区位置选择的问题,采用三维实体建模与多指标决策相结合的方法,构建露天矿山三维实体模型,通过三维模拟开采,精确计算相应的工程量,确定了影响参数;并采用TOPSIS法(理想点逼近法)建立了多指标综合评价模型,用熵的思想得出各指标权重,客观地剔除非主要影响因素,排除对方案决策的干扰,最终得出最优方案.以白音华二号露天煤矿为例进行分析,研究结果表明:最优决方案为沿走向划分为3个采区,西侧采区确定为首采区.     

应用地质雷达探测崔家沟井6#煤层可采边界的研究

总结分析了地质雷达探测原理和在崔家沟井探测6#煤层可采边界所使用的方法和效果,在开采上部煤层的矿井通过上部煤层巷道布点应用地质雷达探测下部煤层赋存情况及地质构造,为下部煤层合理开采提供了可靠的地质资料。     

寺河井田下组煤煤层气开发有利区优选及穿煤柱水平井井位部署

寺河井田在煤炭开采前需要通过地面预抽方式降低瓦斯含量以解决煤炭开采过程中的瓦斯突出等问题。煤矿区地面煤层气开发工程要做到与煤炭的协调开发,煤层气抽采区块的优选及井位的合理部署至关重要。本文利用FLAC3D软件模拟,建立煤层底板采动效应地质模型,开展针对性的研究上组煤采动后下伏岩层应力变化;结合煤矿采掘部署,选取下组煤煤层气开发的主控因素为指标,建立采动区下组煤煤层气开发潜力评价指标体系,采用层次分析法和模糊综合评价相结合的方法,评价煤层气开发的有利区块;以煤层气与煤炭协调开发为前提,确定穿煤柱水平井煤层气开发井位部署的原则,研究水平井设计的关键要素及内容,优化设计15口井位。研究表明：9号煤层和15号煤层都处在3号煤层开采卸压范围内;东五盘区是寺河井田部署下组煤煤层气水平井的优选区,开展的1口煤层气井最高日产气量达到了9 522 m3。     

白音华一号露天煤矿合理帮坡角的确定及边坡稳定性评价

 为保证白英华一号露天煤矿开采过程的边坡安全,确定了白音华煤田一号露天煤矿各帮合理帮坡角,并对其边坡稳定性进行了分析与评价。根据白音华煤田一号露天煤矿边坡各剖面分层物料的物理力学性质,应用FLAC^3D数值模拟软件计算模拟了白音华煤田一号露天煤矿各帮边坡的稳定性,确定了各帮合理帮坡角。同时,对东端帮实施内排提高帮坡角进行了研究,模拟结果表明,内排的实现提高了所压边坡的稳定性,在保证内排跟踪距离的前提下适当提高帮坡角,进而提高煤炭的回收率在露天煤矿中是可行的。     

近距离薄煤层群开采技术方案综合评价

为合理有效的开采出煤炭资源,采用UDEC数值模拟软件对枣庄泉上煤矿三采区近距离16,17煤层开采方案进行了比较,从岩石的抗拉破坏强度,裂隙发育程度和导水裂缝带高度及底板破坏深度方面综合评价了泉上煤矿在采用单一煤层开采和联合开采16,17煤层时的采动破坏情况,为矿井选择合理的开采方案提供了理论依据。     

宝日希勒露天矿端帮高位煤层靠帮回采技术研究

现阶段近水平复合煤层露天矿端帮靠帮回采建设过程中,仍然存在局限,只是研究了下部煤层的回采,对于高位煤层的回采难度较大,研究较少,因此,为了能在近水平复合煤层中进行高位煤层的回采,通过分析宝日希勒露天矿边坡工程地质情况和地层赋存特点,利用FLAC^3D构建端帮三维数值模拟模型,计算了借助内排土场平盘靠帮回采高位煤层1-2煤时换填步距与边坡稳定性的关系,设计确定了靠帮回采高位煤层1-2煤边坡稳定性控制技术及相应的靠帮回采方案。研究结果表明：端帮1-2煤高位煤层靠帮回采换填步距不超过80 m,端帮1-2高位煤层靠帮回采时,借助于发展到1-2煤台阶底板上的内排土场平盘布置设备进行靠帮回采,回采方式为分层捣运、内排追踪回填。全区靠帮回采可多回收1-2煤2.260×10⁷ t,取得49.72亿元的经济效益。     

基于组合赋权的煤矿透水应急救援能力评价

煤矿透水事故应急救援能力对于煤矿透水事故发生后的应急救援具有重要意义。煤矿透水应急救援能力的影响因素较多,并且各因素具有一定的模糊性和不确定性,导致在安全评价时无法得到合适的指标权重。据此给出了一种组合赋权的方法,通过引入拉格朗日函数,建立决策模型;引入欧氏距离函数,建立主客观权重和偏好系数关系;通过层次分析法与熵权法获得更加合理的组合权重,并运用到模糊综合评价中。运用提出的组合赋权-模糊综合评价模型对黑龙江某煤矿透水应急救援能力进行评价,评价结果为“优”,符合工程实际。结果表明：组合赋权能够获得合理的煤矿透水事故应急救援能力指标权重,可了解应急救援中真实存在的问题,从而有针对性地提升应急救援能力指标。基于组合赋权的模糊综合评价模型具有较好的科学性和准确性,在工程应用上有良好的实用价值。     

用熵权模糊层次分析法综合评价边坡稳定性

为准确评价露天矿边坡的稳定性,提出了模糊层次分析法和组合熵权法相结合的综合评价方法。首先根据经验建立以地形地貌、岩土性质、水的影响、震动影响及其他影响为一级指标的评判因素集,再运用模糊层次分析法求解各因素的权重,然后运用组合熵权法对因素集样本数据进行关联性分析,并进一步修正权重系数,最终得到边坡稳定性的综合评价结果。该方法考虑了实际数据分布,修正了权值不均衡问题,评价结果优于单一层次分析法,为露天矿山的实际生产和管理提供了有益参考。     

厚煤层沿底掘进全煤巷道锚网索联合支护设计探讨与应用

本文通过对华亭煤电股份公司陈家沟煤矿厚煤层倾斜分层工作面沿煤层底板布置的顺槽锚杆锚索支护，结合现场实际，进行了客观的分析，做了理论上的验证及计算。确定了适合陈家沟煤矿特殊地质条件及巷道布置位置（受上分层采动影响）的一套可行的锚杆支护方案。实践证明，根据不同的地质条件，因地制宜，合理地确定最优锚杆支护参数，才能达到安全上可靠，经济上合理，技术上可行的效果，才能在生产中创造更高的效益。     

露天煤矿选采理论及方法研究

针对露天矿开采过程中因选采效果不好而造成的矿产资源损失及贫化问题,通过理论分析与计算,研究选采工艺、开采程序、台阶高度对选采效果的影响。分析不同采掘设备的选采效果,以根据不同煤岩选采类型的特点选择最优的选采工艺。以单个台阶推进模型为研究对象,计算分析露天矿开采过程中不同推进方向的选采技术指标,以矿山经济效益最大化为目标,建立了煤层最小选采厚度优化模型。通过建立数学模型推导出台阶高度与煤炭损失率、岩石混入率、最小可采厚度、最小剔除厚度的的函数关系,进而找出通过优化台阶高度来提高选采效果的方法。以白音华二号露天矿为实例进行了研究,结果表明:通过选择合理的选采工艺、推进方式,优化台阶高度,可以有效提升露天矿选采效果。     

倾斜煤层窄长露天矿分区开采分期境界优化

针对倾斜煤层窄长露天矿,经常采用纵采转横采内排的开采程序,基于其剥离物流向流量的变化对经济合理剥采比大小的影响,提出一种分区、分时期的优化开采境界方法。该方法依据首采区位置的不同可分为A模式(即首采区位于矿权一侧)和B模式(即首采区位于矿权中部)两种开采模式。此外,按照露天剥采工程发展过程中剥离物流向流量变化的情况,将其露天矿山开采过程归结为三个时期:全部外排期、部分内排期和全部内排期。通过构建剥、采、排工程位置模型,系统地研究了两种开采模式分时期境界优化的原则和适用条件,并提出境界优化模型。研究成果在准东露天煤矿开采实践中得到应用,结果表明:准东露天矿的经济合理剥采与其开采境界优化前相比,由原来的1.50m~3/t增加至1.62m~3/t,其经济合理开采深度增加了24.7m,顶帮外扩距离增加了45.65m,经济可采储量增加了85.27Mt。实现了露天开采经济效益的最大化。     

近距离煤层群上行开采可行性研究与工程应用

在分析近距离煤层群上行开采机理与主要影响因素的基础上,针对传统煤层群上行开采判别方法的局限性,对上位煤层的覆岩状况与上行开采的关系进行了阐述.给出了平顶山四矿近距离薄煤层群和内蒙古酸刺沟煤矿厚煤层群上行开采的工程实例,并确定了上行开采的关键技术措施.理论分析、数值模拟和工程实践证明,上位煤层覆岩岩性及结构对上行开采有影响.研究成果扩大了近距离煤层群上行开采的应用范围,对衰老矿区遗留煤炭资源的回收和特大型现代化新型矿区的开发规划及西部矿区的生态环境保护都具有重要的意义.图1,表3,参9.