基于尺寸效应的采空区危险度RS-TOPSIS法辨识

为准确预测地下采空区危险性,选用采空区结构的跨度、暴露面积、高度、埋深、矿柱尺寸布置等5个采空区危险度结构尺寸影响因素作为评价指标,建立采空区危险度粗糙集-逼近理想解排序法(RS-TOPSIS)综合评价体系。基于粗糙集理论(RS)中的粗糙依赖度,通过计算评价指标与评价等级间的粗糙依赖度得到指标权重。以40个采空区探测系统(CMS)实测采空区作为评价对象,根据单指标分类区间下限构造5个不同等级的典型采空区,结合逼近理想解的排序法(TOPSIS),实现采空区危险度5级贴近度的分类,并辨识实测采空区危险度。研究结果表明,用为采空区群矿山建立的采空区危险度基于结构尺寸效应的RS-TOPSIS法,能够实现危险度5级分类辨识,辨识结果与采空区危险度数值分析结果吻合度为92.5%。     

“V型”切槽顶板闭合方法研究

针对某萤石矿的薄脉急倾斜采空区,提出“V型”切槽顶板闭合法,即应用爆破技术在采空区上盘实施“V型”切槽,引起采空区闭合或形成自然平衡拱,从而消除上部采空区.借助材料力学推导了“V型”槽凿岩爆破位置的设计方法.应用有限元仿真了该采空区处理方法的力学原理.结果表明,“V型”切槽能引起采空区上盘向下盘移动,从而引起采空区闭合或形成自然平衡拱.该采空区处理方法技术可行,经济合理,简便适用.     

采空区注超临界CO2防灭火试验研究

为研究超临界CO₂注入采空区防灭火的规律,自主研制了产生超临界CO₂和模拟采空区遗煤自燃升温试验系统,得到了不同温压条件下超临界CO₂注入采空区前后不同监测点的温度、O₂和CO浓度变化数据信息。试验结果表明:注入采空区的超临界CO₂发生相变,有序结构急速失序,大量吸收热量,采空区内的煤体、空气温度随时间呈线性快速下降规律,其降温能力是气态N₂的10倍;超临界CO₂在自燃发火煤体中的强渗透扩散特性,使自燃煤体快速惰化,防灭火效率高;停止注入后,小范围回温符合反二次函数特征;高压力超临界CO₂相对于低压条件,防灭火性能更佳;超临界CO₂是1种降温降氧能力显著,且输送性能优良的采空区新型防灭火材料,超临界CO₂防灭火效果优于气态N₂。     

表土厚度对浅埋工作面采空区自燃的影响规律

鄂尔多斯地区的煤层埋藏浅,表土层厚度对地表漏风影响明显,继而导致采空区的自燃危险区域发生变化。为此以某煤矿4201工作面为研究对象,先通过二维离散单元程序UDEC模拟确定地表与采空区连通时的表土层厚度范围,再根据该模拟结果建立不同表土层厚度条件下的采空区漏风模型,用Fluent数值模拟软件对采空区自燃危险区域进行模拟。结果表明:当采空区上覆基岩厚度一定、表土厚度小于74 m时,煤层开采后地表裂隙会与采空区连通,从而导致地表漏风;表土层厚度越小,采空区自燃危险区域的范围和地表漏风量就越大,两者近似呈对数函数关系;地表漏风不但使采空区自燃危险区域的范围明显增大,而且使回风侧宽度大于进风侧宽度。     

京西某村小窑采空区的稳定性分析

京西是北京地区的主要产煤区,地下有许多煤层采空区,是影响地表建筑物稳定的重大安全隐患.本文运用概率积分法,对京西某村小窑采空区的地表沉陷量及剩余变形量进了计算,并对小窑采空区的稳定性进行了分析和评价.     

磷矿采空区风险管理体系探讨

磷矿采空区灾害会带来严重的风险问题.采空区风险管理体系的研究有利于风险的控制.本文在论述了磷矿采空区的危害及后果的基础上,概述了磷矿采空区风险的构成并进行了计算,同时指出磷矿采空区风险管理系统的实施关键是进行风险分析、风险评价和风险控制,以对当前存在的风险及时进行处理,减少灾害的发生,从而将损失降到最低.     

综合物探技术在老空区水害防治中的应用

老空区水害是影响我国矿山安全生产的重大灾害之一,通过应用综合物探技术查清老空区的开采规模、开采位置、空间形态及冒落、积水等情况,结合钻探揭露的空区和矿体赋存情况进行对比验证,表明高密度电阻率法和瞬变电磁法对采空区的探测具有较好的探测效果,能有效地对采空区的含水性进行探测与评价,防止重大突水事故的发生,为后期进行的开拓工程提供可靠的依据。     

中国安科院获得2009年度《中国职业安全健康协会科学技术奖》三个一等奖

由中国安全生产科学研究院主持或负责的“重大危险源区域定量风险评价与安全监控关键技术及应用”,“金属矿山安全规划与采空区探测技术研究”、“南京地铁一号线运营风险控制关键技术研究”三个项目荣获2009年“中国职业安全健康协会科学技术奖”一等奖。另有中国安全生产科学研究院参与并负责的2个项目获得二等奖,3个获得三等奖。