【摘 要】
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针对山西晋能集团常顺煤矿9108工作面复合顶板稳定性控制的技术难题,通过采用理论分析、物理模拟及现场实测等研究方法,建立了工作面复合顶板覆岩破断分析的力学模型,理论分析了复合顶板条件下综采工作面顶板的破断规律以及矿压显现规律.理论分析结果表明:9108工作面复合顶板极限垮落步距为35.21 m,复合顶板周期来压步距为14.37 m.相似模拟结果表明:9108工作面复合顶板平均周期来压步距为18.4 m,复合顶板初次垮落步距为31.5 m;复合顶板的破断主要以拉伸破坏为主.数值模拟结果表明:9108工作面复
【机 构】
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贵州大学矿业学院,贵州贵阳 550025;贵州大学矿业学院,贵州贵阳 550025;重庆市能源投资集团有限公司,重庆 400060
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针对山西晋能集团常顺煤矿9108工作面复合顶板稳定性控制的技术难题,通过采用理论分析、物理模拟及现场实测等研究方法,建立了工作面复合顶板覆岩破断分析的力学模型,理论分析了复合顶板条件下综采工作面顶板的破断规律以及矿压显现规律.理论分析结果表明:9108工作面复合顶板极限垮落步距为35.21 m,复合顶板周期来压步距为14.37 m.相似模拟结果表明:9108工作面复合顶板平均周期来压步距为18.4 m,复合顶板初次垮落步距为31.5 m;复合顶板的破断主要以拉伸破坏为主.数值模拟结果表明:9108工作面复合顶板主要变形破坏步距处于30 m～40 m.现场实测结果表明:9108工作面复合顶板的初次垮落步距为32 m,周期来压步距为17 m.现场实测的结果与理论分析、相似模拟、数值模拟的结果相吻合,验证了理论分析、相似模拟与数值模拟结果的合理性.研究结果揭示了 9108工作面复合顶板条件下综采工作面覆岩破断规律,可为常顺煤矿9108工作面安全高效开采提供技术参考.
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针对大倾角煤层开采沿空留巷采空区垮落矸石滚动下滑,刚性支护体往往会受到挤压、滑动等问题,采用数值模拟方法分析了大倾角工作面围岩的应力分布、塑性区范围及位移规律.结合理论计算,得出刚柔结合的支护体系更适用于大倾角工作面沿空留巷的结论,并结合工程实践对试验巷道进行监测.研究结果表明,大倾角工作面上部应力呈拱形分布,且随着煤层角度的增大,拱顶越向上端头移动,工作面上部应力释放区范围也越大,说明上端头应力可以得到及时释放,工作面顶板垂直位移具有非对称分区性,中、上部区域顶板垂直位移量远大于下部顶板垂直位移量;采用
地下采场围岩及覆岩稳定性是影响矿山安全生产的主要因素之一.为探索地下开采过程中不同倾角矿体采场覆岩的破坏失稳特征,采用PFC2D软件建立倾角20°和50°矿体模型,模拟分析开采过程中采场覆岩的内部应力变化和裂隙扩展规律,并与相似模型进行对比,结果表明:(1)两种矿体模型在分步开挖过程中,开采空间较小时,覆岩均会经历卸荷-回升-波动-稳定4个阶段,但倾角越小,离采场相同距离覆岩处内部应力稳定时间越长,越容易发生二次卸荷;(2)开采空间较小时,对应顶板围岩和邻近覆岩产生少量微裂隙,且裂隙扩展呈拱形,有贯通采场
根据三山岛金矿的全尾砂特性,开展全尾砂静态沉降试验和添加不同分子量絮凝剂的絮凝沉降试验,以澄清液面高度和沉降速度为评价指标,选出最优絮凝剂.并通过核磁手段分析不同沉降高度下尾砂絮团(与上清液接触部分絮团、量筒底部絮团和两者之间夹层絮团)的孔隙度和孔径分布差异,探究絮团的孔隙结构特征.结果表明:加入ZYZ絮凝剂的尾砂浆沉降效果最优;不同沉降高度下絮团颗粒的孔隙度和孔径分布也有所差异;随着沉降高度增大,越接近底部的絮团颗粒孔隙度越小,小孔径颗粒分布占比越大;自然沉降的沉降速度和沉降澄清高度都小于絮凝沉降时的相
为科学、合理地评价煤矿安全管理水平,结合煤炭行业特点,从安全管理理念及文化水平、矿工安全水平、机械设备安全水平、安全教育培训水平、管理信息系统水平5个层次构建煤矿安全管理水平评价指标体系.运用层次分析法(AHP)、决策试验与评价实验室(DEMATEL)两种方法对影响煤矿安全管理水平的因素进行综合分析计算,解决了指标单一赋权不足的问题.结果表明,安全行为文化、矿工安全意识、安全开采技术3个因素对煤矿安全管理水平的综合影响度较高,其中矿工安全意识综合影响度达到0.1725,影响最为显著.
为了研究2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)对煤自燃特性的影响,制备原煤样及阻化剂浓度分别为5％、10％、15％、20％的阻化煤样,采用程序升温-气相色谱仪联用试验,对比分析了 4种不同浓度阻化煤样在自燃氧化过程中生成的CO浓度随温度变化曲线,得到最佳阻化剂浓度.结合同步热分析试验,对比分析原煤样和最佳阻化煤样的热失重特性及放热特性,分析CEPPA的阻化效果.程序升温氧化试验结果表明:加入浓度为15％的CEPPA的煤样在升温过程中CO浓度最小,此浓度抑制煤自燃效果最佳.同步热分析试验结果表明:浓度为15％的
云南某铅锌矿原矿铅品位为1.09％,锌品位为6.02％.其中锌主要以硫化矿的形式存在于矿物中,铅主要以氧化矿的形式存在.为了合理高效回收其有用元素,开展了选矿试验研究.原矿经过磨矿后,采用“一粗三精三扫”的浮选选锌试验流程和尾矿重选抛尾后再浮选铅的试验流程,得到了铅品位31.85％,回收率为40.18％的铅精矿;锌品位51.89％,回收率为84.96％的锌精矿.
针对深海采矿输送试验过程中Y形管内流场复杂,存在矿石泄露风险等问题,对不同输送工况下Y形管内的连续相流场和颗粒场进行了分析.应用CFD-DEM方法,对Y形管的清水工况和两相流工况进行数值模拟计算,得到了管内的压力分布、单颗粒运动特性和颗粒群运动特性.对比分析了颗粒群对压力分布的影响规律.结果表明,Y形管内的压力分布受到弯管曲率和入口流量分配的影响;单颗粒在弯管内贴壁面流动,且因受到上升流的作用而向上偏移,当上升流的流速较低时,颗粒会撞击底部管道壁面;颗粒群输送过程中,当上升流流速不足时,颗粒将通过底部管道
深部煤层开采时,“三高一扰动”的赋存环境易导致地表塌陷、矿压显现剧烈,引发冲击地压等采动灾害,影响地面建筑物安全及矿区生态环境.为解决深部煤层开采时出现的采动损害,采用超高水充填开采技术进行治理,通过数值模拟和现场试验对超高水充填开采采动控制效果进行研究.结果表明:与垮落法开采相比,超高水充填开采充填率越高,采动损害控制效果越好.当充填率达到90％时,地表累计最大下沉量为0.198 m,液压支架来压时最大工作阻力为35.1 MPa,平均周期来压步距为35.6 m,煤层中积聚能量最大为6456.54 J.深
针对露天矿卡车油耗监测不灵活的问题,设计了一种事件驱动的卡车油耗在线监测系统.系统依托于传统卡车调度系统,提出了 一种事件驱动的卡车状态转移模型,在融合了卡车发动机、定位以及举升信息的基础上,给出了各个状态发生转移所需的触发事件,在状态结束后给出卡车在该状态下的油耗情况;结合道路信息,采用距离道路匹配模型对轨迹点进行道路匹配,对卡车轨迹进行道路匹配后,进一步监测卡车在不同道路上的油耗情况.现场检验结果表明:在基础数据采样周期为1 s的条件下,油耗计算结果更新的延迟时间可以控制在2 s以内.
由于岩石力学试验不可重复性的缺点,在室内开展岩体结构面峰值剪切强度尺寸效应试验存在很大的困难.鉴于此,采用三维扫描技术获取结构面形貌数据,而后应用3D打印技术制作结构面模具,在此基础上,浇注一批大小不同的结构面试件,经养护后进行了 4级法向力下的直剪试验.最后,应用PFC2D软件进一步开展了结构面剪切强度尺寸效应数值试验.结果表明:(1)三维扫描和3D打印技术是实现室内结构面剪切强度尺寸效应试验的有效方法;(2)随着结构面尺寸增大,其峰值剪切强度先增大而后减小,亦即结构面峰值剪切强度既存在正尺寸效应,也存