矿山采空区顶板事故与安全管理

采矿业是一项古老的行业，为人类社会的发展做出了巨大的贡献。影响采空区顶板安全的因素众多且错综复杂，虽然可以采取综合安全技术措施，显著降低甚至消除采空区大型灾害事故的发生，但要完全消除采空区顶板安全隐患也有一定难度。本文对矿山采空区顶板事故与安全管理进行了探讨。     

W形通风对防止采空区自然发火的研究

对平庄矿务局古山矿高瓦斯回采工作面通风方式进行了研究，为确保安全生产，通过理论分析和生产实践，证实采用W形通风方式比采用U形通风方式对控制采空区自然发火能取得更好的效果。     

复杂采空区多次探测的点云数据精简方法

 针对复杂采空区激光探测中存在探测盲区需要进行多次重复探测的问题,研究激光多点扫描的点云数据精简方法。通过多点探测避免了单次探测盲区,加密了数据稀疏区。通过分析激光扫描轨迹线的拓扑关系,归纳了点云数据的分布特点。在对比传统数据精简的基础上,提出了保留采空区几何特征更为有效的点云数据精简方法--边长角度综合判据法,将密集区域的点云数据进行稀释。验证结果表明,通过对比精简前后求得三维模型的体积、精简率等指标,认为该方法保证了边界三维信息的完整性,而且该方法的数据精简率可达15%~25%。为矿山复杂采空区激光扫描三维空间信息精简获取提供了一种新思路,可后续三维建模及应用奠定基础。     

高铁隧道穿越采空区段围岩变形受力规律分析

为研究高铁隧道过采空区段的围岩变形规律,本文以太焦高铁皇后岭隧道典型过采空区段工程为背景,通过对典型断面进行隧道围岩变形和拱架内力的持续监测,对比分析不同施工阶段下高铁隧道围岩变形受力规律。分析结果表明：上台阶开挖时是围岩变形发生的主要阶段,隧道最大沉降变形发生于拱顶,占总变形比值的50%以上,且隧道距离采空区底板距离越近,围岩受开挖和采空区扰动影响越大;钢拱架受力为全环压应力,整体分布呈现“上大下小”、“不均匀对称”的特点,受力最大位置出现在拱顶和右拱肩位置,并且拱架受力随着掌子面的远离,其轴力变化速率呈现出逐步减少的趋势。结合位移和应力监测数据分析结果,采空区对隧道的影响高度约为25.7m。研究成果可为类似隧道过采空区工程的设计、施工提供借鉴和参考。     

新赤矿区煤矿采空造成的地质环境问题评价

通过利用环境地质测绘、航卫片解译、山地工程、现场勘查、工程测量等技术手段和方法,对甘肃省崇信县新赤矿区煤矿采空引发的地质环境问题进行了较为详细的调查、研究和评价.研究区包括地面塌陷7处共3.6km2,崩塌和滑坡灾害7处共648.4×104 m3,泥石流沟8条共46km2,在引发地质灾害的同时还造成矿区地表水与地下水体污染、土地及植被破坏、水文地质条件改变等地质环境问题,严重威胁矿区及其下游约1.5万人、8.3亿元资产的安全.以上对我国同类矿山的地质环境研究与治理具有借鉴意义.     

基于熵权未确知理论的采空区自燃危险性评价

针对采空区自燃危险性评价难以定量分析的现实,根据煤炭自燃发火机理,建立以煤的自燃倾向性、持续漏风供氧条件和聚热散热条件为一级指标的采空区自燃火灾危险性评价指标体系。基于信息熵和未确知测度理论,构建评价模型,并进行定性、定量分析。应用实例表明,该模型可正确评价采空区自燃发火的危险性。该研究为煤矿有效控制煤炭自燃、降低火灾危险提供了参考。     

采空区自然发火危险区域判定

针对采空区煤炭容易发生自燃问题,且采窄区发火危险区域尚不明晰,通过对采空区内气体监测以及建立采空区流场和温度场耦合数学模型,采用该模型对采空区自然发火数值模拟,判断出发火危险区域位置,从而对煤炭安全高效生产起到良好的指导作用.     

大柳塔煤矿采空区动力失稳机理

为了揭示大柳塔煤矿采空区动力失稳机理,保证生产安全,采用现场调查、实验室试验和理论分析相结合的方法,对大柳塔煤矿开采过程中出现的大范围垮落动力失稳现象进行了系统研究.首先基于1-2煤的赋存环境与地层构造调查与分析,利用偏光显微镜、X射线衍射仪以及声发射仪等,对1-2煤地层的岩性组分显微结构特征、物理、力学性质及变形特征、煤岩微观与宏观断裂特征进行了综合实验;然后定性分析了在重力和冲击载荷作用下的采空区动力失稳规律与机理.研究结果为6 m厚煤层一次采全厚形成的大尺度采空区大范围失稳的预报与最终安全控制提供了定性和定量化依据.     

煤矿地表沉陷综合治理研究

矿业在我国经济建设中起着重要作用,但同时矿山开采对环境产生的影响也比较大.主要表现在煤层开采造成采空区引起的地表塌陷.分析了地表沉陷的危害性,对煤矿地表沉陷综合治理进行了研究,提出了相应的治理措施.     

采空区地表建筑地基稳定性模糊综合评价方法

应用模糊数学理论提出了采空区地表建筑地基稳定性综合评价方法,分析了采空区地表新建建筑地基稳定性的诸多影响因素,确定了评价因子,给出了主要因素的隶属度确定方法,采用层次分析法构造了评价目标的判断矩阵,合理地分配了各因素的权重,建立了模糊综合评价模型,给出了综合评价指数与采空区地基稳定性级别的对应关系. 应用三个实例对该方法进行了验证.