松散破碎围岩巷道施工技术与安全管理

一、引言 小华煤矿南区块段含煤地层为童子岩组第一段第四带(P1t1～4)地层,赋存有33#、34#等煤层,33#煤层顶底均为砂质泥岩,34#煤层顶板为砂质泥岩、细粉砂岩,底板为泥岩.该块段受F1断裂及次生断裂影响,巷道围岩极为松散、破碎.块段内岩层富水性较强,当巷道或采煤工作面开采时,生产巷道或采煤工作面淋水普遍很大,恶化了采掘施工条件,使顶板管理更加困难.     

松散破碎围岩巷道施工技术与安全管理

一、引言小华煤矿南区块段含煤地层为童子岩组第一段第四带(P1t1-4)地层,赋存有33#、34#等煤层,33#煤层顶底均为砂质泥岩,34#煤层顶板为砂质泥岩、细粉砂岩,底板为泥岩。该块段受F1断裂及次生断裂影响,巷道围岩极为松散、破碎。块段内岩层富水性较强,当巷道或采煤工作面开采时,生产巷道或采煤工作面淋水普遍很大,恶化了采掘施工条件,使顶板管理更加困难。根据南区     

低透煤层保护层开采卸压效果试验

目前保护层开采卸压效果考察多以现场打钻测试被保护层瓦斯参数变化为主,为了更加系统、方便地掌握保护层开采过程中上覆被保护层裂隙发育、应力状态、膨胀变形及渗透特性变化情况,可综合运用试验手段对保护层开采卸压效果进行多指标评判。因此,基于常规相似材料模拟平台,应用渗流力学理论,开发出被保护层渗透特性测试系统,并以长平煤矿保护层开采为工程对象进行研究。结果表明:长平矿主采3#煤层作为被保护煤层,处于下保护层8#煤层开采所产生的裂隙带顶部,具备卸压增透的初始条件;伴随着8#煤层工作面的开采,上覆岩层次生裂隙经历了起裂、发育、张开、闭合等过程,3#煤层均经过增压区、卸压膨胀区、恢复区的转变,其膨胀变形量曲线大体呈"M"型分布,最大膨胀变形率约为0.774%,平均膨胀变形率约0.60%,大于0.30%;3#煤层渗透率同样经历动态发展过程,其原始渗透率为0.034×10~(-14)m~2,卸压区内最大渗透率1.125×10~(-14)m~2,为原始状态的33倍,增压区内渗透率有所下降,但仍远大于原始渗透率。因此,长平矿保护层开采使被保护煤层具备良好的卸压增透效果,进而为3#煤层卸压瓦斯渗流-运移规律及卸压瓦斯抽采钻孔设计提供了依据。     

基于未确知测度理论的煤层底板突水危险性评价

运用未确知测度理论,建立煤矿奥灰岩岩溶水类底板突水评价模型。选取煤层底板的地质构造(断裂构造密度、褶皱、断层导水性、岩体的裂隙发育情况)、水文地质条件(水压、含水性、岩溶含水层发育情况、强水源补给情况)、底板隔水层条件(隔水层厚度、岩石力学强度以及隔水岩层的完整性)、开采条件(采厚和采深)4个一级指标、13项二级指标作为未确知测度模型的判别指标;根据指标值的类型采用定量或定性的方法对其进行分级和赋值,建立评判集,进而构建单指标测度函数。将13个突水评价指标值代入单指标测度函数计算得到单指标测度评价矩阵。利用信息熵理论获得各判别指标的权重,依照置信度识别准则进行等级判定,最后得出煤层底板突水危险性评价结果。利用该方法对肥城矿区14个地质块段的煤层底板突水危险性进行评价,结果表明,该评价结果与矿山实际情况相符。     

煤层底板采动应力效应及其力学作用机制研究

煤层底板突水的实质是采动应力诱发底板岩体变形破坏,引发煤层底板突水.掌握底板岩层的破坏规律是承压水体上安全开采的首要问题.根据开采过程中回采工作面前后方支承压力分布规律,利用弹性力学理论,建立了煤层底板应力计算模型,分析了随着回采工作面推进煤层底板沿深度方向的最大主应力和最小主应力分布规律与底板剪切破坏形式.运用工程中常用的莫尔库伦准则,提出了煤层底板岩体的破坏判据.煤层底板的破坏易从回采工作面附近开始,向回采工作面后方采空区由浅而深发展,破断面呈抛物状弧面.应用直流电阻率法CT技术,在淮北孙瞳煤矿1028工作面风巷中煤层底板位置施工2个钻孔,在孔中埋置一定数量电极,形成孔间探测剖面,对煤层底板采动裂隙演化过程中的岩层电阻率响应特征和1028工作面底板破坏深度进行了动态综合探测.探测结果表明:1028工作面煤层底板在支承压力和底板承压水水压共同作用下,煤层底板的破坏范围在0～17m;在此范围内煤层底板岩层中垂向裂隙和层向裂隙发育明显,超过17m后底板岩层受采动影响较小,底板最大破坏深度约17m.通过直流电阻率法CT技术现场实测验证了理论分析是正确的和可行的.     

近距离煤层上行开采巷道优化布置及煤层卸压效果试验分析

为解决近距离煤层上行开采上煤层出现台阶状下沉问题,以西曲煤矿南三盘区近距离煤层群为研究背景,结合其煤层地质条件,采用理论计算对南三盘区近距离煤层群上行开采进行可行性判定,并建立数值和相似模拟模型,模拟留煤柱和错层位巷道布置开采,对上行开采煤层垮落形式和卸压效果进行试验分析。试验结果表明:煤层上行开采过程会导致上层煤位于垮落带内;采用留煤柱巷道布置上煤层出现台阶状下沉现象,错层位巷道布置上煤层连续下沉不会出现台阶状下沉;错层位巷道布置上行开采,上煤层卸压效果良好,无应力集中现象。研究结论可为类似条件上行开采和岩层控制提供参考。     

煤层底板隐伏陷落柱突水预测及采前注浆加固评价

华北型煤矿开采受底板岩溶强含水层威胁，通过对淮南张集矿1613A工作面底板隐伏岩溶陷落柱突水危险性分析，采用FLAC3D方法模拟采动条件下岩溶陷落柱活化过程。模拟结果显示:陷落柱上方的煤层底板岩体发生塑性变形，导致陷落柱附近岩体失稳，陷落柱筒壁产生局部剪切破坏，剪切破坏位置易导致奥灰强含水层发生陷落柱突水。采前采用注浆方法改造岩溶陷落柱，对改造后的陷落柱进行数值模拟分析，其内部注浆岩体对陷落柱筒壁具有良好的支撑作用，抑制了筒壁位置剪切破坏的发生，使有效隔水层厚度增大，降低了陷落柱突水的危险性。     

浅埋近距离煤层群开采过程中上覆采空区自燃危险区预测研究

为揭示浅埋深近距离煤层群开采过程中地表裂隙发育对上覆采空区遗煤自燃的影响规律及影响范围,以苏家沟煤矿为研究背景,建立采空区流场流动及低温氧化的数学模型和三维几何模型。采用FLUENT模拟软件模拟了下煤层工作面推进过程中上覆采空区的氧气分布情况,得到了浅埋近距离煤层上覆采空区基于裂隙动态发育的氧气场和风流场的分布规律。依据采空区自燃危险区域判定理论,对上部煤层采空区内的自然发火危险区域进行预测。结果表明：连通地表与采空区的裂隙数量随工作面的推进而增加,上覆采空区氧化升温区域主要集中在滞后工作面0～20 m范围内,采空区深部的氧化带分布在新、老裂隙附近,在进风侧靠近地表且在回风侧靠近裂隙底端;当工作面推进120 m,即产生3条贯通型裂缝时,采空区自燃危险性最大,结合风流场云图确定上煤层底板自燃危险区距工作面水平距离为97.5 m,是煤矿开采过程中的重点防护区域。     

高突危险水体上煤层开采下限及带压开采分区研究

确定开采下限,对高突危险水体上煤层的安全开采具有十分重要的意义。本文基于肥城矿区地质条件,用FLAC3D软件,对开采煤层下伏岩层移动变形规律进行了深入研究,对煤层底板三带范围进行了初步确定;同时,从不同方面对煤层底板开采破坏深度进行了理论计算。根据突水系数、导水带深度、导升带高度和经验数据,确定出正常条件下带压开采的下限(-720m)以及安全措施条件下(底板预注浆处理等)的带压开采下限(-850m)。依据开采下限,对带压开采条件进行了分析,初步形成了高突危险水体上煤层带压开采的分区分类,划分了"开采相对安全区(安全开采区、次安全开采区、条件安全开采区)、深部突水危险区、构造突水危险区",为确定安全开采技术与工艺奠定了理论基础。     

“三硬”煤层开采覆岩活动规律相似材料试验研究

为研究"三硬"煤层开采覆岩活动规律及采动支撑压力变化,以忻州窑矿8935工作面为研究对象,通过开展相似材料模拟试验,分析"三硬"煤层开采覆岩破坏特征及应力变化规律,得出上覆岩层损伤演化规律。结果表明:顶板垮落规律明显,初次垮落具有突发性,无明显征兆,且初次垮落步距较长,周期来压规律明显;开采过程中顶板、底板、煤层支撑压力动态变化,且应力集中系数最大值出现在煤层中,极易出现煤层突出。根据顶、底板应力变化规律划分支撑压力影响区域。     

我国饮用水中存在的主要问题及解决方法

讨论了我国饮用水中存在的几个主要问题：铝浓度超标、有机物污染、消毒副产品危害、细菌污染等,同时提出了解决这几个问题的方法。     

解决经济发展与淡水资源紧缺矛盾的新途径研究--以青岛市黄岛区为例

随着黄岛区迅速成为青岛市新的经济重心,该区淡水资源的紧缺与经济发展的矛盾日益突出.解决该地区水资源紧缺问题除传统的通过挖潜当地水资源及外部调水途径外,加大对海水的利用及对中水利用也是解决该区水资源紧缺问题的重要途径.结合黄岛区分区规划对黄岛区在海水利用及中水回用方面的必要性和可行性进行了探讨.     

生态型水环境治理技术的思考

目前的水治理技术普遍存在运行费用高,基建投资大的特点,并且主要集中在点源污染治理上.从生态型技术出发,探讨了一些原位型生态修复技术,指出应该充分尊重自然,遴选符合水环境健康循环的技术.生态型水环境治理技术必将成为未来的水环境治理技术的发展趋势.     

水资源安全基本概念与研究进展

关于水安全与水资源安全,目前仍没有明确的界定与相对明确公认的概念。针对该问题,对国内外关于水安全与水资源安全概念的界定做了回顾与评述。讨论了水资源安全的主体,提出水资源安全的主体是人,水资源安全基础是健康的水循环,水循环包括自然水循环与社会经济系统水循环。基于以上认识,阐述了广义的和狭义的水资源安全的内涵,强调水资源系统是一个开放的、动态的系统,涉及自然和社会经济复合系统中的诸多子系统,人类必须与水资源系统和谐共处,合理分享水资源,水循环系统才会健康运行。指出水资源安全的目标是保证人类的生存与发展而不因水资源的问题而受到威胁。     

水资源问题安全化及其本质

从安全问题、安全化入手,探讨水资源问题安全化,解释了安全、安全问题及安全化的内涵;指出水资源问题来源于人类活动与水资源之间不和谐的运动,及其运动的逐渐升级,将产生一些危害性较大的水资源问题,水资源安全问题是水资源问题严重化的终极形态,其安全化是水资源问题转变为水资源安全问题的过程。在水资源安全化过程中,水资源问题是起点,安全化是过程,水资源安全问题是结果和终点。研究结果表明,水资源问题安全化的本质是水资源的稀缺性,安全的基础是健康的水循环。     

燃煤电厂湿法烟气脱硫系统的水平衡分析

通过对湿法烟气脱硫系统工艺用水和耗水的分析,结合华北某电厂湿法脱硫系统的设计参数 和运行情况,测试该脱硫系统在满负荷下的水平衡并根据具体的用水、耗水情况提出节水措施.     

城市饮用水安全及对策研究——以青岛市崂山区为例

以青岛市崂山区为例,重点分析和研究城市水源污染、水厂工艺、管网二次污染及城市供水管网不完善等几个因素对城市供水安全的影响;针对供水安全问题提出了保障城市饮用水水质安全的对策和技术措施;同时建立了预警信息系统和应急预案,为解决不同城市不同区域饮用水安全问题和完善城市供水系统提供了科学依据,对提高城市的供水安全度,保证社会稳定和谐发展起到了积极的作用。     

电厂循环冷却水处理方案试验

实验研究了阻垢剂HEDP、EDTMPS、PBTCA、DTPMPA、ATMP、PAPEMP在电厂循环水中的应用.通过实验筛选出具有良好处理功效的复合配方:ATMP6mg/L、DTPMPA 4 mg/L、PBTCA 3 mg/L,相应的阻垢率达到92.42%.该复合配方在阻垢性能方面存在协同效应,使得复配处理剂具有良好的阻垢效果.     

水系灭火剂的灭火性能对比分析研究

水是扑救A类火灾最常用的灭火剂,但水也存在流动易损失等不足,通过改变水的物理及化学性能可以提高水的灭火效率.试验表明强化水灭火效果和抗燃效果均优于水,但优势有限且价格较高;润湿水灭火及抗燃趋势均不明显,但良好的润湿渗透作用使其在扑救塑料类等火灾中发挥出明显的优势;粘性水因提高了水的粘度,增加了固水和封堵作用使其在抗燃方面具有显著的优势,其中的无机硅凝胶对堆垛或自燃类火灾的防、灭火效果最好,但高分子水胶体会因添加量小、无腐蚀性等优点替代无机硅凝胶用于煤矿井下火灾的预防和控制.