煤矿井下过断层核心防护技术的应用研究

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针对井下断层处地质条件差、勘探效率低、巷道支护稳定性差的不足,提出了一种新的井下过断层防护技术方案,通过采用瞬变电磁法实现对断层地质状态的精确监测,通过井下注浆加固和联合支护的方案提升了过断层巷道的支护稳定性.根据实际应用表明,新的过断层核心防护技术能够将井下地质勘探效率提升89.4%,将巷道过断层变形量降低67.2%.
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为解决郭庄煤矿采煤工作面甲烷传感器频繁标定、稳定性差的问题,通过分析激光甲烷传感器的工作原理,对不同环境下传感器的稳定性进行试验分析,测试高温湿度下激光甲烷传感器的检测精度,通过与催化式甲烷传感器检测精度对比,结果表明:激光甲烷传感器的检测精度高、响应速度快,能实时检测工作面内甲烷气体浓度,保证矿井的安全高效生产.
为了提高煤矿井下回采工作面沿空留巷的成功率,以及对沿空留巷围岩稳定性的控制.本文以金谷矿10901工作面为工程背景,采用沿空留巷技术将10901运输巷保留下来,作为10903工作面的回风巷道,通过理论分析,将基本顶简化为板结构,对其回转下沉力学进行分析,分析认为板在受纵向压应力时更容易破坏,对采空区顶板实施预裂切顶有利提高沿空留巷的成功率和完整性.在此基础上,结合工程地质资料,详细设计了沿空留巷预裂切顶方案和锚索补强支护方案,并运用于工程实践.通过对现场监测发现,采用预裂切顶和锚索补强支护后成巷比较完整,
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针对煤炭开采过程中出现的突水事故,采用RFPA数值模拟软件建立采动模型,对底板裂隙破断过程和声发射进行模拟,研究煤层底板采动裂隙扩展突水通道,结果表明:离断层越近,断层内水压导升高度越高,断层出现活化,裂隙扩展发育,最终贯通形成导水通道,在进行注浆改造后,单个钻孔的最大涌水量为8 m3/h,说明注浆加固防治水效果较好,能确保工作面的安全回采.
抽采打钻过程中,瓦斯防喷管理工作执行不到位,极易引发瓦斯喷孔超限事故发生,甚至伴生瓦斯喷出动力灾害危险.本文分别从封孔、固管、连孔、护孔、收集及被动防护等多方面对施钻全过程防喷提出解决方案,且经实践可靠性非常突出.
针对同发东周窑煤业有限公司井下5100回风顺槽煌斑岩侵入引起掘进时即发生锚杆、锚索断裂的问题.在测试东周窑煤矿煤岩体强度和结构的基础上,通过ANSYS数值模拟软件对巷道的稳定性进行分区,确定出2400 mm的锚杆长度和100 kN的预紧力,并结合现场实际提出了5100回风顺槽支护设计方案,现场应用后支护效果良好.
顶板砂岩水是唐家会煤矿6号煤层开采过程中的主要灾害之一.利用长距离水平定向钻技术代替常规钻进技术精确有效地疏放62103工作面6号煤层顶板砂岩水,共施工3个定向长钻孔,总进尺2535 m,单孔最大深度966 m,单孔最大涌水量130 m3/h,累计疏放水量13万m3,高效地消除了煤层顶板水害隐患,缩短了开采准备时间,为巷道掘进与工作面回采提供了安全保障.
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为有效降低15506工作面的瓦斯含量,保障本煤层预抽效果,采用Fluent数值模拟软件进行抽采钻孔参数模拟分析,基于模拟结果得出抽采负压、抽采时间及钻孔直径与瓦斯抽采效果间的关系,结合工作面瓦斯赋存特征进行大直径长钻孔瓦斯抽采方案设计,并在抽采方案实施期间进行抽采数据监测分析.结果表明:大直径长钻孔抽采方案实施后,预抽区域瓦斯含量大幅降低,瓦斯抽采效果显著.