煤矿特长斜井敞开式TBM施工关键技术研究

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可可盖煤矿是我国首例采用敞开式TBM施工超长斜井的煤矿,面临长距离通风、排水以及穿越含水层、破碎带等诸多技术难题。结合该工程的特点,分析并阐述了关键问题所在,提出了完善的应对技术措施,可有效地解决敞开式TBM过破碎带、防治水及超长斜井的通风等难题,创造了巨大的经济效益,为国内类似工程提供了参考。
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沿空留巷是一类特殊的回采巷道,它的形成过程是随本工作面推进,在一条回采巷道内沿采空区边缘采用一定的材料构筑巷旁支护体,不断切断采空区侧顶板,并与巷内支护体共同维护该巷道的稳定,作为邻近工作面的回采巷道。巍山煤业使用高水充填材料巷旁充填的方式,成功地进行了无煤柱开采试验,为类似条件下的无煤柱开采沿空留巷提供了参考。
针对目前采用的安尔特“两堵一注”封孔工艺存在的问题,提出了清孔、扫孔结合囊袋式封孔器进行“两堵”,采用安尔特封孔材料进行“一注”的新型“两堵一注”封孔工艺,并在王坡煤矿3211运输顺槽和3312运输顺槽进行了对比试验。试验结果表明,新型封孔工艺与原封孔工艺相比可实现1.6 MPa带压注浆,注浆封堵效果好,提高了单孔瓦斯抽采浓度,60 d平均单孔浓度提高了13%~19%,是原封孔工艺的1.3~1.48倍。
太岳煤矿为高瓦斯矿井,现开采2#煤层,其直接顶为细砂岩,该层细砂岩具有强度高、厚度大、层理和节理不发育等特点,属不易垮落顶板。随着工作面的推采,原两巷顺槽区域因顶板坚硬及原巷道支护和两侧煤柱的支撑,形成悬臂梁,造成悬顶区域不能及时垮落,导致悬顶区内瓦斯积聚、上隅角瓦斯浓度超限。经研究,制定了超前退锚剪网、施工切顶孔破坏原岩稳定、超前爆破预裂强制放顶和充填封实隅角垮落不完全区域等隅角悬顶综合治理措施。通过治理,隅角悬顶得到充分垮落,有效地减少了隅角瓦斯的积聚,隅角瓦斯浓度保持在0.1%~0.3%,取得了良好
预测煤自燃的发展演化过程是防治煤炭自燃的重要保障,直观表征煤炭自燃特性的自然发火期是制定防灭火技术措施的关键参数。基于氧化升温试验,测定了陕西某矿5#煤在不同温度区间内的气体产生量及随温度的变化趋势,进而判断煤样达到临界温度点所需要的时间,利用DSC实验得到煤的比热,通过改进的卡连金模型,计算分析得到该煤层的最短自然发火期约为36 d,为本煤层采空区遗煤自然发火防治提供了参考依据。
随着社会经济的不断发展,化工行业的安全性日益重要。在化工生产过程中,如果化工机械设备发生故障,引发事故,将会给企业和社会带来严重的经济、人身损失,所以保障化工机械的安全性至关重要。介绍了目前化工机械诊断和控制工作中存在的问题,对化工机械故障类型和如何进行机械设备故障诊断进行了分析,进而从设备安装、维护保养、强化人的责任心和完善作业环境、引进新的技术等方面,提出了化工机械故障控制的对策措施。
煤层自燃不仅会造成煤炭资源浪费和环境破坏,还会产生有毒有害气体,严重威胁煤矿安全生产。以保德煤矿8#煤层81308工作面为地质条件,基于层次分析法对工作自然发火影响因素进行了理论分析。研究结果表明,保德煤矿综放工作面自然发火影响因素主要为煤层赋存地质构造和煤具有自然发火性。
为了解决深埋松软煤层钻孔全孔深封孔技术难题,提高钻孔瓦斯抽采效果,通过对郑州矿区某煤矿瓦斯抽采钻孔护孔和封孔施工工艺以及钻孔瓦斯抽采实际情况进行分析,提出了异径护孔和“软连-短接”封孔改进技术措施及施工工艺。试验结果表明:采用异径护孔技术,通过优化孔径管径比,减少了护孔管下管阻力,全孔深护孔成功率显著提高;采用“软连-短接”封孔技术,提高钻孔有效抽采长度,增强封堵材料的可塑性,减少了封孔管和封堵材料的破坏,提高了钻孔密封效果。经测试102 m深钻孔瓦斯抽采参数,在测试周期内平均单孔甲烷抽采浓度提高了93%
采空区遗煤自燃、瓦斯外泄是造成煤矿灾害事故的主要原因之一,科学合理地构筑采空区密闭墙对防止煤矿灾害事故具有重要作用。采用理论分析、数值模拟及井下工程试验等方法,对山西某矿1302工作面采空区密闭墙构筑位置、厚度进行了分析研究,得出该工作面采空区密闭墙最佳构筑位置为距回风巷3~6 m,密闭墙合理厚度为2 m,井下试验期间密闭墙前瓦斯浓度在0.2%~0.3%,与回风巷瓦斯浓度基本一致,取得了良好的效果,为其他矿区采空区密闭墙构筑提供借鉴意义。
利用程序升温实验测试灵泉矿煤样,研究煤样在程序升温条件下的耗氧速率、CO、CH4、C2H6及C2H4的产生规律。通过实验确定了煤样耗氧速率、CO浓度、CH4浓度、C2H6浓度和C2H4浓度与温度的关系,并通过非线性曲线拟合,得出其与温度的拟合方程,从而得出煤样由低温氧化转为快速氧化的临界温
李堂煤矿1301采煤面推采过后,对老空区进行了常规措施封闭。在动压影响下,封闭砖体墙及巷体出现了开裂及漏风现象,造成老空区遗煤发热氧化,CO等毒害气体流出,1301轨道巷CO含量超限,威胁正常采煤面的推采。根据该段巷道实际条件,采用超高水速凝砂浆材料回充受影响的老巷,改良了巷道岩体的稳定性,填封了漏风裂缝通道,杜绝了新鲜空气流入采空区,避免了老空区遗煤进一步蓄热氧化,保障了生产采煤面供风的可靠性,为矿井采煤面的正常推采提供了强有力的保障。