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基于地质构造分析的瓦斯防治技术研究

山东煤炭科技 2025年第1期43卷 66-70,81页

作者：张宏杰晋能控股煤业集团塔山煤矿山西大同037003

针对大同矿区各煤矿因地质构造复杂而造成的瓦斯赋存差异巨大,使得大同矿区煤矿在正常生产过程中瓦斯突出较难控制,煤矿经常发生停工停产的问题,采用理论分析与实验室实验的方法针对性分析地质构造对瓦斯赋存与灾害的影响。通过构造煤... 详细信息

针对大同矿区各煤矿因地质构造复杂而造成的瓦斯赋存差异巨大,使得大同矿区煤矿在正常生产过程中瓦斯突出较难控制,煤矿经常发生停工停产的问题,采用理论分析与实验室实验的方法针对性分析地质构造对瓦斯赋存与灾害的影响。通过构造煤分布分析、煤体物理结构分析、瓦斯赋存规律研究得出,四矿区中组煤孔隙率、煤层瓦斯含量以及瓦斯压力明显大于其他矿区,三矿区相较于四矿区灰分有所增加,但水分有所降低,瓦斯含量和瓦斯压力同样较大。通过矿井瓦斯灾害定级、瓦斯强突出矿井综合防治分析、瓦斯一般突出矿井综合防治分析完成了大同矿区煤矿整体的瓦斯防治方案研究。通过在不同矿区进行瓦斯治理效果分析可知,瓦斯防治措施抽采效果显著,瓦斯抽采量符合工作面生产的瓦斯防治要求,可应用于大同矿区煤矿实际生产中。

关键词：地质构造瓦斯防治瓦斯赋存

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煤矿矸石山生态修复治理研究

江西煤炭科技 2025年第1期 210-216页

作者：索晓璐晋能控股煤业集团塔山煤矿山西大同037000

煤矿在开采过程中会产生大量煤矸石,造成严重的生态破坏现象,存在一定安全隐患。本文通过对塔山煤矿矸石山进行实地调查,分析其自然环境、地质条件,以恢复原始地表植被生态系统及其生态系统服务功能为目标,提出矸石山水土保持、边坡稳... 详细信息

煤矿在开采过程中会产生大量煤矸石,造成严重的生态破坏现象,存在一定安全隐患。本文通过对塔山煤矿矸石山进行实地调查,分析其自然环境、地质条件,以恢复原始地表植被生态系统及其生态系统服务功能为目标,提出矸石山水土保持、边坡稳定治理、土壤改良和植被重建、矸石山灌溉设施、植被养护等措施,有效提高土地生产力和植被覆盖率,减少水土流失,减轻地质灾害,改善生态环境,从而促进生态系统功能的恢复。

关键词：矸石山生态修复边坡治理植被重建

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大断面掘进巷道支护参数优化研究

煤矿现代化 2025年第2期34卷 124-127页

作者：田瑞羽晋能控股集团塔山煤矿山西大同037001

以塔山矿8105辅运顺槽为研究对象,通过FLAC^(3D)数值模拟手段对锚杆、锚索支护参数进行正交优化试验分析,通过围岩变形效果对比,确定了锚杆支护参数为长度2.4 m,间排距为800 mm×1000 mm,预紧力为100 kN;锚索支护参数为长度8.3 m,预紧力... 详细信息

以塔山矿8105辅运顺槽为研究对象,通过FLAC^(3D)数值模拟手段对锚杆、锚索支护参数进行正交优化试验分析,通过围岩变形效果对比,确定了锚杆支护参数为长度2.4 m,间排距为800 mm×1000 mm,预紧力为100 kN;锚索支护参数为长度8.3 m,预紧力为160 kN,通过支护参数优化,实现了对掘进巷道支护效果的精准控制,在一定程度上,实现了现场支护效果与经济成本的最优配套,为矿井支护工艺的优化提供了借鉴与参考。

关键词：掘进巷道支护参数数值模拟

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通风机集中控制系统设计及应用

江西煤炭科技 2025年第1期 191-193页

作者：张浩晋能控股煤业集团四老沟煤矿山西大同037000

为提高四老沟煤矿通风系统的稳定性、可靠性和自动化程度,基于四老沟煤矿原通风监控体系,对通风系统开展PLC控制器集控系统改造。分析集控系统设计的目的,并以此进行PLC控制器和变频器的选择,完成软件设计。应用情况表明,通风设施的自... 详细信息

为提高四老沟煤矿通风系统的稳定性、可靠性和自动化程度,基于四老沟煤矿原通风监控体系,对通风系统开展PLC控制器集控系统改造。分析集控系统设计的目的,并以此进行PLC控制器和变频器的选择,完成软件设计。应用情况表明,通风设施的自动化水平和控制精度得到提高,减少人员86人,年节约支出913万元。

关键词：通风系统通风机集中控制传感器自动化

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急倾斜煤层综放面冲击地压防治工程研究

山东煤炭科技 2025年第1期43卷 116-120页

作者：廉强山西煤炭运销集团乌东煤矿有限公司山西大同037100

针对急倾斜煤层综放面回采时易发生工作面冲击地压的难题,以乌东煤矿北采煤层为研究对象,采用现场试验、理论分析、数值模拟等手段,研究不同采场覆岩体结构及运移规律,揭示冲击地压致灾机理。特殊的地质赋存条件及煤岩较强的冲击倾向性... 详细信息

针对急倾斜煤层综放面回采时易发生工作面冲击地压的难题,以乌东煤矿北采煤层为研究对象,采用现场试验、理论分析、数值模拟等手段,研究不同采场覆岩体结构及运移规律,揭示冲击地压致灾机理。特殊的地质赋存条件及煤岩较强的冲击倾向性、水平分段综放面静载地应力与开采扰动应力叠加作用和“悬臂梁”结构动力失稳诱发采空区覆岩大面积滑移是引起急倾斜煤层冲击地压的主要原因。提出采用以注水弱化为主、顶板卸压为辅等综合措施,对急倾斜煤层综放工作面的冲击地压进行控制。注水弱化后,顶板破裂效果十分显著,随着钻孔爆破视电阻率增加10~15 Ω,进一步扩大了顶板破断范围,降低了顶板应力集中程度,取得了较好的预防效果。

关键词：急倾斜综放冲击地压

强动压巷道围岩裂变效应及其主控裂隙联动破坏

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山西煤炭 2025年第1期45卷 32-41页

作者：刘亚明晋能控股煤业集团有限责任公司晋华宫煤矿山西大同037016

针对深部开采强动压巷道围岩稳定性控制问题,分析和概括了强动压煤巷在深部开采过程中采掘扰动特别强烈的4类区域环境。基于断裂力学理论、现场工程调查并借鉴岩石力学试验结果,分析了深部强动压巷道顶、帮、底围岩变形破坏的裂纹萌生... 详细信息

针对深部开采强动压巷道围岩稳定性控制问题,分析和概括了强动压煤巷在深部开采过程中采掘扰动特别强烈的4类区域环境。基于断裂力学理论、现场工程调查并借鉴岩石力学试验结果,分析了深部强动压巷道顶、帮、底围岩变形破坏的裂纹萌生、稳定扩展、加速贯通直至断裂的裂变效应;分别从开挖卸荷响应、动力响应、离层及裂纹扩展效应、变形及破裂扩散联动效应、底板上向挠曲效应、煤帮整体与局部形变响应等角度,分别详细阐述了强动压煤巷围岩的裂变效应。揭示了顶、帮、底围岩内部裂隙特别是在裂变效应中起关键作用的主控裂隙的发育和演化规律,并整体论述了强动压煤巷顶、帮、底围岩形变蓄能、裂变联动演化、主控裂隙联动破坏的全程力学作用机制,进而从裂变效应的角度阐明了煤巷围岩动力破坏的力学演化机制。主控裂隙的发育和演化对巷道围岩的完整性和稳定性具有决定性的作用。基于强动压巷道围岩裂变效应及其主控裂隙的联动破坏,提出了从控制变形弯曲、控制破裂离层、抑制主控裂隙发展贯通等3个层面进行围岩控制的思路,强调了增强围岩可锚性、整体性,增大支护对围岩主控裂隙萌生抗力和扩展抗力的重要作用,为深部巷道的支护设计、围岩稳定性控制提供了理论参考依据。

关键词：深部开采围岩裂隙演化、主控裂隙裂变效应围岩动力破坏采掘扰动环境

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煤矿提升机天轮安全运维在线监测系统研究

煤矿现代化 2025年第1期34卷 91-96,101页

作者：马智宏晋能控股集团煤峪口矿山西大同037000

为解决矿井提升机天轮传统运维方式存在的效率较低、运行监控难度较大、安全运维成本较高、智能化不足等问题,本文对煤矿提升机天轮结构组成进行分析,研究了煤矿提升机天轮常见故障机理的基础上,搭建出天轮平台音视频协同安全运维在线... 详细信息

为解决矿井提升机天轮传统运维方式存在的效率较低、运行监控难度较大、安全运维成本较高、智能化不足等问题,本文对煤矿提升机天轮结构组成进行分析,研究了煤矿提升机天轮常见故障机理的基础上,搭建出天轮平台音视频协同安全运维在线监测系统,对硬件系统和软件控制系统进行研究,实现了对天轮振动、偏振、音频信号的全方位采集和实时远程监控运维,搭建出天轮监控评价指标体系。经试验和现场调试后表明,测试得到的天轮端面圆跳动≤9 mm,设备异常识别精度达0.01,响应时间仅为1.97 s,取得了满意的实验和应用结果。

关键词：煤矿提升机天轮安全运维在线监测多传感器

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添加CO后瓦斯爆炸反应变化规律分析

煤 2025年第1期34卷 62-66,103页

作者：朱历萍晋能控股煤业集团四老沟矿山西大同037000

由于现阶段研究瓦斯爆炸气体时主要分析CH_(4)和空气的混合气体,但是矿井发生瓦斯爆炸时不仅仅只有CH_(4)参与爆炸,爆炸气体内经常含有CO等气体,影响着瓦斯爆炸反应。为了分析CO如何影响瓦斯爆炸,通过利用20 L球形爆炸罐测定CH_(4)和CO... 详细信息

由于现阶段研究瓦斯爆炸气体时主要分析CH_(4)和空气的混合气体,但是矿井发生瓦斯爆炸时不仅仅只有CH_(4)参与爆炸,爆炸气体内经常含有CO等气体,影响着瓦斯爆炸反应。为了分析CO如何影响瓦斯爆炸,通过利用20 L球形爆炸罐测定CH_(4)和CO混合气体的爆炸压力,实验结果表明:混合气体的最大爆炸压力伴随CO体积分数不断升高时先升高后下降,当CO体积分数达到2%时,最大爆炸压力达到峰值,为625.1 kPa.在9.5%CH_(4)的爆炸混合气体中,CO作为燃料不断和O_(2)发生反应,而且加入CH_(4)和O_(2)的链式反应。注入CO量少时,CO基本都作为燃料,促进反应物质浓度达到化学计量值,有利于提高最大爆炸压力;伴随CO体积分数不断升高,整个反应发生贫氧现象,同时因高浓度CO抑制了CH_(4)的链式反应,降低了最大爆炸压力。

关键词：瓦斯爆炸爆炸压力基元反应温度敏感性自由基

燕子山煤矿煤岩互层巷道失稳分析及支护加固技术

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山东煤炭科技 2025年第1期43卷 32-35,40页

作者：解鹏晋能控股煤业集团燕子山矿山西大同037037

采用理论分析、数值模拟以及现场实际检验等多重研究方法,对燕子山煤矿煤岩互层巷道的失稳现象进行研究。基于经典的莫尔强度包络线理论,水平应力是导致此类巷道顶板出现大范围剪切位移、贯通性裂隙以及围岩破坏的主要作用力;利用有限... 详细信息

采用理论分析、数值模拟以及现场实际检验等多重研究方法,对燕子山煤矿煤岩互层巷道的失稳现象进行研究。基于经典的莫尔强度包络线理论,水平应力是导致此类巷道顶板出现大范围剪切位移、贯通性裂隙以及围岩破坏的主要作用力;利用有限元数值模拟,对煤岩互层巷道的围岩变形破坏过程进行了模拟分析;提出了预应力锚索与锚杆相结合的耦合强化支护方案。应用结果表明,支护方案显著增强了互层巷道围岩的稳定性,6个月巷道围岩变形量为5.34 mm,证实了支护方案的有效性和可靠性。

关键词：煤岩互层巷道变形支护