切顶卸压沿空留巷“Y”型通风模式下采空区漏风规律研究

为研究切顶卸压沿空留巷“Y”型通风模式下采空区漏风规律及其导致的瓦斯超限安全问题,以晓南矿1502工作面实施“110工法”为工程背景,对工作面由“U”型通风系统调整为“Y”型通风系统后,采空区漏风较为严重,工作面瓦斯超限的现象进行治理探究,运用CFD技术并结合工作面回采实测参数,对采空区瓦斯分布情况及其治理技术进行模拟分析。模拟结果显示：采取不同管径尺寸的埋管治理效果,以采用300 mm的超大直径埋管抽采效果最好,在进行的抽采措施后,采空区整体瓦斯浓度稳定在0.4%以下,瓦斯积聚问题可得到基本解决。经现场调整工作面通风模式和在回风顺槽向采空区方向采取超大直径埋管抽采的措施后,采空区瓦斯浓度稳定维持在0.1%～0.3%之间,解决了1502工作面存在的瓦斯积聚问题,保证了后续安全生产的顺利进行,为综采工作面瓦斯超限治理提供了借鉴。     

浅埋深薄基岩下综采工作面回风隅角低氧治理

为解决神东矿区浅埋深薄基岩下综采工作面回风隅角低氧的难题,以神东煤炭集团锦界煤矿低氧治理为背景,结合现场观测数据,从综采工作面通风方式、工作面漏风通道、大气压变化等方面详细分析综采工作面回风隅角低氧形成机制,得出综采工作面回风隅角低氧的原因,分别为岩层中存在的N₂、CO₂气体的涌入、采空区有漏风通道、工作面局部风流处于涡流状态难以进入到主风流、大气压降低等,同时针对上述原因提出降低采空区漏风及加强采空区浮煤管理,设置导风帘、加强工作面风量管理,设置支架后挡风装置、上下隅角充填堵漏,将U型通风方式调整为偏Y型通风方式或U+L型通风方式等治理回风隅角低氧的措施,并分析适用条件及优缺点,结果表明：通过调整通风方式、设置通风设施、施工密闭、留设煤柱、上下堵漏等优化通风系统的措施可以有效地解决工作面回风隅角低氧的问题,保证安全回采工作的顺利进行。     

大采高工作面回风巷道支护参数优化研究

为减少大采高回采巷道支护成本,提高掘进效率,以补连塔煤矿12511大采高工作面回风巷道为对象,通过对比不同支护方案巷道围岩的稳定性,研究巷道支护参数的可优化性。针对现有支护方案,开展理论分析、现场实测进行巷道围岩稳定性分析;针对参数优化后支护方案,采用数值模拟分析巷道围岩的稳定性。结果表明：现有支护条件满足安全生产要求,采动影响下巷道围岩未发生明显破坏,支护强度偏大;通过改变锚杆、锚索的直径、数量和排距,优化支护参数;优化后方案相较于现有支护方案,正帮、副帮和顶板的变形量仅分别增加10%、6%和16%,满足巷道支护要求;方案优化后支护成本降低47.3%,提高巷道掘进效率,改善矿井接续紧张局面。     

非运输巷中循环风防治技术

本文分析了产生循环风的原因,提出防治措施,重点阐述了非运输巷中循环风的防治方法及其所涉及到的一些技术问题。     

低瓦斯矿井高瓦斯区域瓦斯综合治理技术

由于煤层瓦斯分布的不均衡性,低瓦斯矿井中也有瓦斯较高的区域.特别是近年来,在一些低瓦斯矿井的瓦斯异常区也发生了一些重大瓦斯事故.对低瓦斯矿井的瓦斯异常问题,国内目前采取的办法往往只是加强通风、降低掘进速度等,很少有系统的防治方案,所以造成低瓦斯矿井也会发生瓦斯事故.针对付村煤矿瓦斯异常区综放工作面瓦斯源进行了分析研究,提出了有针对性的瓦斯综合治理方法.实践证明,采用几种形式结合的综合治理方法,可以达到治理瓦斯的目的,控制工作面的瓦斯浓度,确保瓦斯异常区的安全生产.     

基于Winkler模型的沿空留巷底板变形力学分析

沿空留巷顶板岩层垮落到底板时,会影响底板的受力和变形,进而导致底臌,底臌的产生将直接影响采煤工作开展。为了对巷道底板的变形机理进行研究,根据空留巷底板受力特点,将巷道底板视为弹性地基梁,建立顶板岩层垮落在巷道底板上的不均匀荷载作用下的Winkler弹性地基梁力学模型,通过对高阶微分方程求解,分析巷道底板任一处的挠度、转角、弯矩及剪力的分布规律,并结合内力分布规律对底板破坏机理进行分析。结合工程实践,提出了防止底板变形的措施,为类似工程的设计及施工提供参考。     

地面L型钻孔在大采高综放工作面瓦斯治理工作中的探索

通过对目前瓦斯治理方法的对比,结合煤层瓦斯赋存与流动理论、回采工作面矿山压力规律及采场覆岩移动规律、采空区“O”型圈等理论,提出利用地面L型钻孔抽采煤层顶板裂隙带瓦斯的方法,用于缓解低位采空区抽采巷抽采负担,消除安全隐患。实践表明:地面L型钻孔使低位采空区抽采巷平均浓度由4.43%降低到3.37%,降低了24%,治理效果明显,该方法能为大采高综放工作面瓦斯治理工作提供新的思路。     

综放沿空留巷顶板下沉及其影响因素研究

控制顶板下沉是综放沿空留巷成功的关键,为研究综放沿空留巷顶板下沉规律,根据能量守恒和损伤力学的理论,建立了综放沿空留巷顶板下沉损伤力学模型,推导出顶板下沉量的计算公式,并分析了顶板下沉量与其15个影响因素的定量关系。结果表明:直接顶、顶煤、巷旁支护体的有效弹性模量三者耦合,大部分顶板下沉量由有效弹性模量较小者吸收;顶板下沉量随支护体宽度增加而降低,支护体宽度达4 m左右时,下沉量基本保持不变;顶板下沉量随巷道宽度、采高、顶煤厚度和直接顶厚度增加而增加;顶板下沉量随关键块给定载荷的增大而急剧增加。关键块参数对顶板下沉具有决定作用,提高巷旁支护强度,可减小关键块破断长度和回转角,使关键块破断位置靠近巷旁煤壁,有效减小顶板下沉;巷内支护阻力、直接顶容重和顶煤容重对顶板下沉量影响较小。     

回风顺槽全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术研究

为治理综采工作面采煤过程中回风顺槽粉尘污染问题,基于超音速气动雾化控尘原理,提出全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术。以敏东一矿01工作面回风顺槽为例,采用离散元和有限元方法,利用COMSOL(COMSOL Multiphysics)仿真模拟软件中的k-ε湍流模块和流体流动颗粒跟踪模块,建立控尘技术装置三维数值模型。利用数值模拟方法分析技术装置气流场和液滴粒子轨迹的变化特征,以得到技术装置风流场及液滴粒子分布规律;搭建仿真试验模型,并通过仿真试验平台研究技术装置最佳抗风性能参数。结合现场试验对比分析,以验证控尘技术的高效除尘性能。结果显示：当雾幕装置气压为0.6 MPa时,雾化效果好且不会影响现场其他设备供压,捕捉小粒径粉尘能力强,但抗风性较弱;车载装置抗风性高,控尘能力强,但雾化效果较差且受气压的影响较小。2种装置有效地结合应用并形成了全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术。该技术有效阻止了粉尘的运移,有效覆盖了全断面。呼吸性粉尘和总粉尘控制效率分别达到94.92%和96.53%,这为治理煤矿井下回风顺槽粉尘污染提供了相关理论支持和治理手段。     

马营矿11~#煤层回风大巷过断层施工技术及安全措施

文章通过对马营煤矿地质及矿压实际资料的分析、归纳,提出了过大断层的巷道最优支护技术方案和措施,探讨了复杂地质情况下支护的客观规律性,对矿井今后的开采和安全生产有一定的指导作用。