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灵东煤矿上分层综放开采型煤相似材料模拟试验研究

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煤炭技术 2024年第1期43卷 51-55页

作者：陈存强汪义龙周延明顾雷雨曹睿冯来宏高利晶杨康华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司云南曲靖655000 华能煤炭技术研究有限公司北京100000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

以灵东煤矿为研究对象,采用室内试验、物理相似模拟、现场监测方法,选取了石膏+石子+水作为型煤相似材料,优化了材料配比,验证了相似材料的合理性。研究结果表明,石膏∶石子=1∶5,石膏∶水=0.6∶1,石子粒径为3~5 mm时,材料强度与原煤强... 详细信息

以灵东煤矿为研究对象,采用室内试验、物理相似模拟、现场监测方法,选取了石膏+石子+水作为型煤相似材料,优化了材料配比,验证了相似材料的合理性。研究结果表明,石膏∶石子=1∶5,石膏∶水=0.6∶1,石子粒径为3~5 mm时,材料强度与原煤强度基本一致;选用该配比制作型煤时,模拟试验与现场监测的基本顶平均周期来压步距分别为11.3、12.2 m,误差仅为7.38%,表明该配比制作型煤进行物理相似模拟试验时可以反映现场覆岩真实变化规律。

关键词：放顶煤开采型煤物理相似模拟来压步距

综放架后膏体充填空间实测与顶煤冒放性影响规律研究

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煤炭技术 2024年第7期43卷 53-57页

作者：陈存强谭家贵杨康吕浩南曹津铭韩雨白雨顾雷雨高利晶华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司云南曲靖655000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 华能煤炭技术研究有限公司北京100000

针对综合机械化放顶煤开采中的矸石处置问题,提出了一种放顶煤架后膏体充填方法,设计了柳巷煤矿综放工作面采空区空洞现场监测方案,定性分析了5个方面对顶煤冒放性的影响,采用PFC^(2D)数值模拟方法,定量分析了充填高度对顶煤冒放性的影... 详细信息

针对综合机械化放顶煤开采中的矸石处置问题,提出了一种放顶煤架后膏体充填方法,设计了柳巷煤矿综放工作面采空区空洞现场监测方案,定性分析了5个方面对顶煤冒放性的影响,采用PFC^(2D)数值模拟方法,定量分析了充填高度对顶煤冒放性的影响。研究结果表明:倾向方向上工作面上部端头附近采空区空洞体积最大,走向方向上工作面刚推进到新位置时采空区空洞体积最大,支架顶梁后方空洞体积大于支架尾梁上方;充填高度从0增加至3 m时,顶煤放出率由92.56%降低至86.11%,降低了6.45个百分点,顶煤含矸率由13.94%降低至13.17%,降低了0.77个百分点,相比于顶煤含矸率,充填高度对顶煤放出率影响较大。研究可为类似地质条件综放架后膏体充填开采实现提供理论基础。

关键词：放顶煤膏体充填开采采空区顶煤冒放性现场监测数值模拟

滇东复杂地质条件探地雷达与井下地震综合超前预测小构造

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煤炭科学技术 2023年第S1期51卷 222-230页

作者：崔凡王然陈存强汪义龙白钰殷裁云曹运飞曹睿廖留雄中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 华能云南滇东矿业分公司云南曲靖655000 华能煤炭技术研究有限公司北京100083 北京宇博新创地球物理技术有限公司北京100083

在我国西南地区,地质条件复杂,煤层瓦斯储量丰富,矿井水文地质条件多变,地质预报是保障矿井安全生产的重中之重。为有效探明矿井巷道前方的隐伏构造,仅依靠单一物探方法,受井下探测环境限制,探测效果往往不能满足生产需求。以滇东矿区... 详细信息

在我国西南地区,地质条件复杂,煤层瓦斯储量丰富,矿井水文地质条件多变,地质预报是保障矿井安全生产的重中之重。为有效探明矿井巷道前方的隐伏构造,仅依靠单一物探方法,受井下探测环境限制,探测效果往往不能满足生产需求。以滇东矿区雨汪煤矿首采工作面为例,结合当前矿井开采工艺,采用探地雷达与井下二维地震相结合的方法,对巷道前方隐伏构造进行综合预测预报研究。在顶板瓦斯抽采巷采用井下二维地震进行底板探测,获取巷道底板下煤层构造赋存信息。利用工作面顶板瓦斯抽采巷和邻近掘进巷道的空间位置关系,结合研究区构造发育规律,将解释构造短距离推理延伸至掘进巷道,作为掘进巷道构造分布预测依据。随后,根据掘进巷道的掘进进尺,在巷道掘井工作面采用探地雷达进行超前探测。对比分析探地雷达与地震数据,修正构造解释位置,排除井下噪音的异常解释。最终生成一个高精度地质模型,指导矿井生产。经研究区揭露验证分析,本研究方法的预测准确率高达90%,且误差小于1 m。

关键词：复杂矿井地质探地雷达井下二维地震综合超前预测典型地质构造

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近距离冲击煤层回采巷道防冲布置方式研究

煤炭技术 2022年第3期41卷 36-38页

作者：董昊福秦子晗陈存强李福宏张勇华能庆阳煤电有限责任公司甘肃庆阳745002 中煤科工开采研究院有限公司北京100013

针对近距离煤层条件下,上覆采空区边缘影响而造成下部煤层应力集中进而发生冲击地压的情况,以焦坪矿区下石节煤矿为工程背景,分析了下方被保护层4-2煤层回采巷道在不同位置时围岩应力分布情况及应力峰值变化特征,从防治冲击地压角度确... 详细信息

针对近距离煤层条件下,上覆采空区边缘影响而造成下部煤层应力集中进而发生冲击地压的情况,以焦坪矿区下石节煤矿为工程背景,分析了下方被保护层4-2煤层回采巷道在不同位置时围岩应力分布情况及应力峰值变化特征,从防治冲击地压角度确定了被保护层回采巷道的合理位置。结果表明:开采边界区域造成的采动和卸压作用使得被保护层巷道两帮围岩应力呈现显著差异;当回采巷道位置从外错采空区向内错变化时,其围岩应力峰值逐渐降低;综合考虑降低冲击危险和保护煤炭资源,确定4-2煤层回采巷道内错20 m为防治冲击地压的合理位置。

关键词：保护层开采冲击地压开采边界回采巷道位置钻屑法

低温矿井涌水用于煤矿井下集中降温的应用研究

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煤炭技术 2022年第8期41卷 123-125页

作者：沈金山王春信李美晨陈存强刘涛中煤科工集团武汉设计研究院有限公司武汉430064 华能庆阳煤电有限责任公司核桃峪煤矿甘肃庆阳745306

针对核桃峪煤矿在生产过程中井下涌水量大且温度较稳定的特点,综合分析井下工作面冷负荷需求及矿井涌水水质、水量、水温状况,确定矿井涌水做冷凝热散热源的井下集中降温系统的可行性方案。该方案使用低温矿井涌水来冷却制冷机冷凝端管... 详细信息

针对核桃峪煤矿在生产过程中井下涌水量大且温度较稳定的特点,综合分析井下工作面冷负荷需求及矿井涌水水质、水量、水温状况,确定矿井涌水做冷凝热散热源的井下集中降温系统的可行性方案。该方案使用低温矿井涌水来冷却制冷机冷凝端管路中的高温制冷剂,从而使制冷机能长期、稳定、安全地运行,并达到矿井涌水变害为利的效果。

关键词：矿井涌水冷凝热排放井下集中降温系统

白龙山煤矿一井瓦斯治理巷小直径TBM刀盘设计研究

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煤炭科学技术 2023年

作者：王冰山王大龙汪义龙陈存强李永元李克相马新根肖运智华能煤炭技术研究有限公司华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司白龙山煤矿一井

白龙山煤矿一井为煤与瓦斯双突矿井，采用全断面隧道掘进机（TBM）施工能更好地满足煤矿安全、高效和环保的建设需要，刀盘是决定TBM掘进效率和施工安全的关键部件，其设计是否合理对保障TBM施工效率与煤矿高效生产至关重要。通过分析... 详细信息

白龙山煤矿一井为煤与瓦斯双突矿井，采用全断面隧道掘进机（TBM）施工能更好地满足煤矿安全、高效和环保的建设需要，刀盘是决定TBM掘进效率和施工安全的关键部件，其设计是否合理对保障TBM施工效率与煤矿高效生产至关重要。通过分析煤矿瓦斯治理巷道与非煤矿领域隧道工程要求和地质特点差异，总结了煤矿瓦斯治理巷TBM刀盘设计需求，阐述了瓦斯治理巷TBM刀盘的设计流程。针对白龙山煤矿一井瓦斯治理巷开展小直径TBM刀盘设计，从刀盘盘体结构、刀具布置、出渣结构等三个主要方面确定刀盘初始方案，结合倾覆力矩、不平衡力、强度及刚度校核形成刀盘最终设计方案。白龙山煤矿一井瓦斯治理巷TBM刀盘选取平面型二分块结构，采用单螺旋线刀具布置形式，滚刀刀间距设计根据离散元仿真分析确定，铲斗均布在刀盘外周，铲斗尺寸根据出渣量确定。刀盘最大倾覆力矩为946.53kN·m，由刀具产生的倾覆力矩为523.28kN·m，占比为55.3%，刀具产生的水平与竖直不平衡力最大值为78.12kN，仅为刀盘重力产生的竖直不平衡力的17.2%，刀盘最大应力为99MPa，最大变形为0.4mm，相当于刀盘整体厚度应变量约为0.27‰，满足设计要求。面向白龙山煤矿一井瓦斯治理巷提出的刀盘设计流程能够为同类工程TBM刀盘设计提供借鉴。

关键词：煤矿瓦斯治理巷 TBM 刀盘设计性能校核

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深埋构造区实体煤巷道矿震机制及防治

煤炭科学技术 2021年第11期49卷 87-92页

作者：秦子晗陈存强李福宏张勇杜涛涛中煤科工开采研究院有限公司北京100013 华能庆阳煤电有限责任公司甘肃庆阳745000

矿震作为矿井采掘活动中的常见动力现象,存在诱发冲击地压、破坏巷道、设备及造成人员伤亡的可能。为掌握深部矿井矿震发生规律及影响机制,并通过采取相应措施降低矿震对深部冲击地压矿井带来的威胁,以核桃峪煤矿大采深条件下的2804掘... 详细信息

矿震作为矿井采掘活动中的常见动力现象,存在诱发冲击地压、破坏巷道、设备及造成人员伤亡的可能。为掌握深部矿井矿震发生规律及影响机制,并通过采取相应措施降低矿震对深部冲击地压矿井带来的威胁,以核桃峪煤矿大采深条件下的2804掘进工作面为工程背景,对千米采深条件下实体煤巷道掘进期间的矿震发生机制及防治技术进行了研究,通过微震监测和围岩变形监测,分析了巷道掘进期间的矿震响应特征,研究了深埋构造区实体煤巷道在卸荷作用下的矿震发生机制,并就矿震对冲击破坏的诱发过程进行了分析,进而采取相应的防治措施。研究结果表明:核桃峪矿掘进巷道在矿震能量达到104 J以上时,会发生轻度破坏;矿震源自地质构造高应力区掘进时发生卸荷作用,巷道围岩边界形成的高能量压降和高应力差促使围岩能量快速释放;矿震发生后震源本身造成围岩破裂,降低巷道抗冲击能力,且释放能量以矿震波形式向四周传播,在巷道极限平衡区能量叠加,达到其承载阈值时可诱发冲击破坏;针对现场掘进工作面,采用超前长距离钻孔卸压降低巷道开挖时的能量压降,大直径钻孔耗散围岩所积聚能量,同时增加帮锚索数量提高巷道破碎区抗冲击能力,保障工作面安全贯通。

关键词：矿震巷道破坏围岩控制冲击地压深埋构造区

煤矿矸石井下分选及就地充填技术适应性评价研究

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煤炭技术 2023年第3期42卷 53-58页

作者：陈存强汪义龙李贵和崔鹏飞顾雷雨杨简冯来宏华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司云南曲靖655000 华能煤炭技术研究有限公司北京100000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

结合甘肃某矿的实际情况,建立了矸石井下分选与就地充填技术适用性评价层次分析模型,构建了综合模糊判断矩阵并计算各因素的权重,设立了分选+充填技术20种组合方式,结合专家评价法得到隶属度向量构造模糊关系矩阵,采用平均法求解隶属度... 详细信息

结合甘肃某矿的实际情况,建立了矸石井下分选与就地充填技术适用性评价层次分析模型,构建了综合模糊判断矩阵并计算各因素的权重,设立了分选+充填技术20种组合方式,结合专家评价法得到隶属度向量构造模糊关系矩阵,采用平均法求解隶属度,根据最大隶属度原则,得到分选与充填技术最优组合。多层次模糊数学综合评价表明,动筛跳汰分选+膏体充填开采技术为最优方案。

关键词：煤矸分选充填开采层次分析法模糊评价

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保护层原位充填开采关键技术研究

煤炭工程 2022年第9期54卷 12-17页

作者：李贵和汪义龙崔鹏飞陈存强顾雷雨杨简李继升华能云南滇东能源有限责任公司云南曲靖655000 华能煤炭技术研究有限公司北京100000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

基于白龙山煤矿瓦斯抽采及矸石处理的工程背景需求,提出了一套完整的适用于近距离煤层群瓦斯卸压问题的保护层原位充填开采技术方法,阐述了其主要原理及设计流程,分析了保护层原位充填开采方法关键参数,理论计算了底板破坏深度和等价采... 详细信息

基于白龙山煤矿瓦斯抽采及矸石处理的工程背景需求,提出了一套完整的适用于近距离煤层群瓦斯卸压问题的保护层原位充填开采技术方法,阐述了其主要原理及设计流程,分析了保护层原位充填开采方法关键参数,理论计算了底板破坏深度和等价采高,设计了保护层充填高度,通过数值模拟验证分析该组参数下岩层破坏效果、采场卸压效果以及被保护层膨胀增透效果。结果表明,该组参数条件下模拟结果符合规程要求,该技术方法实现了近距离煤层群压煤资源的高效安全开采,研究以期促进保护层原位充填技术发展,可为其他矿井提供工程技术借鉴。

关键词：保护层原位充填底板破坏深度卸压增透