煤自燃发火潜伏期不同温度下耗氧特性的研究

为了探究地层温度的升高对采空区自燃倾向性的影响,对处于自燃潜伏期的煤展开耗氧特性和CO释放特性的研究。通过对长平矿3#煤分别进行20~60℃的封闭耗氧实验,得到了自燃潜伏期不同温度下煤的氧浓度以及CO浓度随时间变化的曲线。对氧浓度变化曲线和CO浓度变化曲线进行拟合分析得到了不同温度下煤的氧气消耗和CO生成速度,同时得到了氧浓度衰减系数和CO浓度增长系数。封闭耗氧实验结果表明:从20~60℃氧气消耗速度逐渐增大并且氧浓度衰减系数呈指数增长,CO浓度增长系数也逐渐增大并且同样呈指数增长,煤的窒熄带氧浓度临界值从20~60℃逐渐由16.8%降低到12.4%。为探究不同温度下采空区煤的自燃发火危险性,将封闭耗氧实验结果的参数应用到采空区CFD数值模拟仿真中,模拟得到随着温度升高采空区窒熄带临界氧浓度位置由200 m增长到380 m。结果表明:常温下不易自燃的煤在较高的环境温度下表现出了较强的氧气消耗和CO释放能力,并且采空区自然氧化带随着温度的升高动态变宽,增大了采空区的自燃发火危险性。     

基于因子交互作用矩阵的采空区危险度评价研究

基于因子交互作用影响矩阵及采空区危险度影响因子分析,选取12个采空区危险度主要影响因子,建立采空区危 险度多因子交互作用矩阵模型。通过专家打分法,确定各影响因子相互作用权值,得到影响矩阵对单一因子的影响值及 单一因子对矩阵系统的影响值,从而得出采空区危险度因子影响权重表。分析影响权重表,得到对采空区影响最大的因 子为矿柱尺寸及分布和岩体断裂及破损带。采用差值法,对采空区危险度进行等级划分,最后得到采空区危险度分级图 。经过实例验证,影响矩阵法分析评价结果与实际吻合,表明采用影响矩阵法评价采空区危险度是可行的,具有实际应用 意义,可在实际矿山工程中应用推广。     

特大采空区处理及监测方案设计研究

分析国内采空区的现状及其处理的一般方法,针对广西北山矿业有限责任公司4#特大采空区具有体积大、形状不规则等特征,根据采空区现场调查情况和地表允许塌陷的特点,给出了采空区顶板条形药室大爆破崩落处理方案,为保障采空区综合治理工程在施工过程中的安全,制定了地压监测和位移监测方案。采用声发射、巷道收敛位移和岩体张开裂纹位移等监测技术手段,利用声发射仪、收敛位移计和游标卡尺等监测仪器,构建了系统的地压和位移监测网络,明确了监测内容、监测频率和预警制度。工程实际表明:该监测方案可以为条形药室施工、装药及爆破施工过程提供安全保障。     

综放采空区特性与氧浓度分布关系研究

在现场束管监测实验的基础上,分析总结了综放采空区特性.根据计算流体力学原理,采用FLUENT数值模拟计算软件,针对综放采空区的不同特性,分别对采空区氧化带和窒息带的关键划分指标"氧浓度"进行数值模拟.将模拟结果与实测结果进行比较,讨论了在考虑综放采空区不同特性情况下的数值模拟结果对采空区自燃"三带",即"散热带"、"氧...     

基于电磁波传播的采空区AMT探测与异常快速圈定*——以云南东川烂泥坪铜矿区为例

为了研究电磁波的传播在采空区界面上发生反射和透射后对音频大地电磁测深（简称AMT）勘探的影响,模拟采空区推导出基于4层介质模型的阻抗计算公式。经过计算分析,采空区会引起AMT的电阻率和阻抗参数在高频段出现震荡,可利用高值异常波动来定性判断采空区。根据东川烂泥坪铜矿已知采空区的AMT探测资料,采空区引起视电阻率和阻抗在15~30 kHz频段出现高值异常,相对于视电阻率资料,阻抗对异常的反映更明显。提出采用阻抗平均法和最大阻抗法计算相对偏差,通过高值异常对采空区进行快速圈定。研究结果表明:2种方法得到的结果较为相似,基本符合实际采空区的分布情况,而最大阻抗法更适合采空区AMT探测使用。     

大规模采空区渐进式矿柱坍塌的简化模拟

空场法开采的矿山,往往留下大面积的采空区,易发生渐进式倒塌的整体性破坏.针对大量不规则点柱支撑顶板的复杂采空区结构,采用Voronoi图形划分方法确定顶板荷载面积,在此基础上提出了模拟矿柱破坏、荷载转移、应力重新分布过程的计算方法及其适用性.以浙江长兴白象硅灰石矿采空区结构为案例,进行了计算验证,圈定了潜在的采空塌陷区范围,并从理论上提出了控制采空区大面积塌陷的对策.该方法对于该类型矿山的采空区地压控制具有指导意义.