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超深厚表土层特殊凿井技术探究

建井技术 2024年第4期45卷 70-74页

作者：棘怀海翟景辉河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿河南永城476600

为了开发超深厚土层下的固体矿物资源,以2000m深厚表土层建井为工程背景,通过总结深厚土层中井筒建设成果,并参考深土层井筒施工经验与理论研究,对冻结法、钻井法及混凝土帷幕法等特殊凿井法进行了可行性分析。研究表明:在本工程背景下... 详细信息

为了开发超深厚土层下的固体矿物资源,以2000m深厚表土层建井为工程背景,通过总结深厚土层中井筒建设成果,并参考深土层井筒施工经验与理论研究,对冻结法、钻井法及混凝土帷幕法等特殊凿井法进行了可行性分析。研究表明:在本工程背景下,使用单一的冻结法或使用单一的钻井法作为建井技术尚不成熟且实现难度较大;而采用冻结-帷幕凿井工艺具有一定的可行性。由于深井建设面临“高地应力、高地温、高水压”问题,为确保工程安全性,提出了冻结-帷幕凿井法,为后续超深厚土层凿井方法的选取提供了方向性的参考。

关键词：超深厚土层特殊凿井井壁冻结-帷幕凿井法可行性分析

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矿井提升机钢丝绳外观缺陷视觉识别技术研究

工矿自动化 2024年第5期50卷 28-35页

作者：王国锋王守军陶荣颖李南罗自强淮河能源控股集团煤业公司安徽淮南232095

针对多根钢丝绳检测部署困难、钢丝绳图像采集质量较低、视觉检测法适应性差、准确性不高等问题,提出了一种基于计算机视觉和深度学习的矿井提升机钢丝绳外观缺陷视觉识别方法。首先构建矿井提升机钢丝绳在线监测系统;其次由地面移动巡... 详细信息

针对多根钢丝绳检测部署困难、钢丝绳图像采集质量较低、视觉检测法适应性差、准确性不高等问题,提出了一种基于计算机视觉和深度学习的矿井提升机钢丝绳外观缺陷视觉识别方法。首先构建矿井提升机钢丝绳在线监测系统;其次由地面移动巡检平台和井下本安高速相机采集钢丝绳图像,建立钢丝绳图像数据集;然后考虑井下粉尘影响、相机镜头易受污染、光照不均、钢丝绳高光反射等问题,采用基于Retinex算法的图像去噪方法和基于同态滤波的图像去噪方法对钢丝绳图像进行去噪处理,处理结果表明,基于色彩增益加权的多尺度Retinex(AutoMSRCR)算法为较优方案;最后缺陷检测过程以卷积神经网络为基础,构建基于YOLOv5s的缺陷检测模型,为降低人为因素影响、调参工作量,在YOLOv5s中加入Focus结构对其进行优化,并将改进的YOLOv5s模型作为钢丝绳缺陷检测的预训练模型,以进一步降低模型内存占用率,提高模型加载和检测速度。实验结果表明,所提方法对钢丝绳2处断丝的检测误差分别为1.61%,1.35%,对钢丝绳4处磨损的检测误差分别为2.43%,3.44%,2.11%,3.39%。针对淮河能源控股集团顾北煤矿主井提升机原有钢丝绳安全监测系统的检测精度无法满足现场需求的问题,采用所提方法对原系统进行改进,现场应用效果表明,钢丝绳断丝检测准确率由80%提升至96%,损伤定位误差由500 mm降低至300 mm范围内,损伤定位准确率由75%提升至98%,损伤实时检出率由76%提升至90%,尾绳畸变检出率由70%提升至85%。

关键词：矿井提升机钢丝绳外观缺陷断丝表面磨损视觉识别图像去噪处理 Retinex算法改进YOLOv5s

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煤矿特种作业人员的素质要求及培训模式研究

中文科技期刊数据库（文摘版）社会科学

中文科技期刊数据库（文摘版）社会科学 2024年第4期 0191-0194页

作者：蒋盼河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿河南永城476600

在煤炭开采领域,特种作业人员的素质和培训模式被认为是提高矿山安全、提高工作效率的根本问题。本文的目的是研究特种作业人员的素质要求,探讨不同类型特种作业人员的分类,分析安全意识、技术能力、应急反应能力、沟通能力、协调能力... 详细信息

在煤炭开采领域,特种作业人员的素质和培训模式被认为是提高矿山安全、提高工作效率的根本问题。本文的目的是研究特种作业人员的素质要求,探讨不同类型特种作业人员的分类,分析安全意识、技术能力、应急反应能力、沟通能力、协调能力、配合能力等必备素质。和团队精神。同时,文章还对传统培训模式和现代培训模式以及个性化培训方案进行了探讨,并提出了促进特种作业人员培训发展的建议和未来展望。

关键词：煤矿特种作业人员素质要求培训模式安全意识技术能力

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注浆加固技术在综采工作面片帮治理中的应用

煤 2024年第5期33卷 49-52页

作者：吴盼晓河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿河南永城476600

为保证安全生产,采用现场调研、理论分析等方式在Z202工作面开展了片帮治理技术的研究。结果表明:片帮位置为煤壁中上部,片帮形式为剪切式和拉裂式两种,以剪切式为主;地质构造、煤层结构、煤层顶板岩性以及邻近工作面的侧向残余支承压... 详细信息

为保证安全生产,采用现场调研、理论分析等方式在Z202工作面开展了片帮治理技术的研究。结果表明:片帮位置为煤壁中上部,片帮形式为剪切式和拉裂式两种,以剪切式为主;地质构造、煤层结构、煤层顶板岩性以及邻近工作面的侧向残余支承压力等是造成片帮的主要原因;煤壁片帮与顶板压力、煤体自身的性质等因素有关。通过深浅孔注浆加固、加强工作面管理等措施,减少了煤壁片帮的发生,保证了工作面的正常回采。

关键词：注浆加固片帮机理支护强度侧向残余支承压力

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深部巨厚承压含水层采动疏水诱冲机理

煤炭学报 2024年第1期49卷 351-366页

作者：窦林名周坤友曹安业侯涛巩思园阚吉亮马小涛安徽理工大学矿业工程学院安徽淮南232001 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 安徽省煤炭安全精准开采工程实验室安徽淮南232001 陕西正通煤业有限责任公司陕西咸阳713600

陕蒙地区覆岩普遍赋存较厚承压含水砂岩层,工作面涌水量大、承压含水层水位显著下降,巨厚覆岩承压含水层下冲击地压和高能矿震监测表明覆岩承压水的采动疏放具有一定的诱冲效应。为揭示覆岩承压含水层采动疏水诱冲机理,开展了流固耦合... 详细信息

陕蒙地区覆岩普遍赋存较厚承压含水砂岩层,工作面涌水量大、承压含水层水位显著下降,巨厚覆岩承压含水层下冲击地压和高能矿震监测表明覆岩承压水的采动疏放具有一定的诱冲效应。为揭示覆岩承压含水层采动疏水诱冲机理,开展了流固耦合数值模拟,分析了不同孔隙水压岩体力学行为及巨厚覆岩承压含水层采动疏水条件下围岩应力-能量场演化特征,揭示了覆岩承压含水砂岩层采动疏水对围岩应力场作用机制;并考虑巨厚覆岩对围岩动静载应力作用效应,提出了覆岩承压含水层采动疏水诱冲机理。研究结果表明:覆岩巨厚承压含水砂岩层下动力显现均发生在覆岩承压水位快速下降期间,覆岩承压水的采动疏放对围岩产生应力扰动;采动疏水条件下覆岩承压含水岩层孔隙水压降低,岩层强度和承载能力增大,覆岩载荷向采场两侧转移,导致围岩应力升高、能量进一步积聚,其对围岩应力场-能量场作用程度与采场尺度和疏放程度正相关,与煤层-承压含水层距离、承压含水层岩层厚度及强度负相关;巨厚覆岩承压含水层下顶板大尺度悬臂-铰接结构导致采场围岩高静载及强动载,在覆岩承压含水层采动疏水对围岩应力场作用下,煤岩体中叠加应力超过其临界载荷且释放的总能量超过其破坏所消耗能量,诱发冲击地压,其中高静载是冲击地压发生的应力基础,矿震动载和覆岩承压含水层采动疏水导致的应力扰动是重要诱因。针对覆岩承压含水层采动疏水及巨厚承压含水层覆岩结构对冲击风险的影响特征,提出了巨厚承压水含水层注浆堵水和优化盘区尺寸的防冲措施,通过地面注浆和降低采场尺寸能够降低覆岩承压含水层采动疏水对围岩应力场的作用效应、避免巨厚覆岩形成大尺度悬臂-铰接结构,从而降低巨厚承压含水层下冲击地压风险。

关键词：深部开采巨厚承压含水层采动疏水采动应力场诱冲机理

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宽高比对煤柱型冲击地压影响规律的实验研究

煤炭学报 2024年第3期49卷 1303-1317页

作者：朱志洁姚振华陈昆吕飞韩军王来贵辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 陕西华彬雅店煤业有限公司陕西咸阳712000

我国深部煤炭开采日趋复杂,区段煤柱在采动、构造或坚硬顶底板影响下极易诱发煤柱型冲击地压,煤柱型冲击地压的防治已成为煤矿安全高效开采的难题,研究不同宽高比条件下区段煤柱的力学性能及冲击破坏特性对煤柱型冲击地压防治具有积极... 详细信息

我国深部煤炭开采日趋复杂,区段煤柱在采动、构造或坚硬顶底板影响下极易诱发煤柱型冲击地压,煤柱型冲击地压的防治已成为煤矿安全高效开采的难题,研究不同宽高比条件下区段煤柱的力学性能及冲击破坏特性对煤柱型冲击地压防治具有积极意义。采用不同宽高比煤样的“岩-煤-岩”组合体进行了单轴压缩实验,通过分析煤岩组合体的冲击倾向性、动态破坏特征、分形维数和声发射特征参数等,研究了宽高比对煤柱冲击破坏的影响规律。结果发现:①煤柱的宽高比对煤岩组合体的冲击倾向性具有显著影响,宽高比不小于2∶1时,其冲击能量指数K_(E)为1.82~2.65,冲击倾向性无明显变化;小于2∶1时冲击倾向性呈先升高后降低的趋势,1∶1时K_(E)最大,达到了15.43。②随宽高比减小,煤岩组合体破坏特征依次表现为:拉压破坏—压剪破坏—拉剪破坏。煤柱宽高比为5∶1~3∶1时,煤岩组合体破坏较为缓慢;宽高比为2∶1时开始出现片状煤屑弹出,冲击破坏剧烈程度较低;宽高比为1∶1和0.75∶1时,具有明显的冲击破坏特性;宽高比为0.5∶1时,煤岩组合体整体稳定性下降,相对0.75∶1煤岩组合体煤柱破坏的剧烈程度降低。③峰后声发射能量释放率与分形维数D变化规律相似,均随宽高比减小呈先升高后降低的趋势。宽高比不小于2∶1时,煤岩组合体破坏过程中能量持续释放时间较长,煤柱破坏平缓;宽高比为1∶1时,能量释放率和D值明显增大,相较宽高比不小于2∶1煤岩组合体的能量释放率增大了约4倍,D值增大了0.18~0.23,煤柱冲击破坏最为剧烈;宽高比0.75∶1煤岩组合体能量释放率与D值分别降低了约10%和0.01,破坏剧烈程度与1∶1煤岩组合体相近;宽高比减小至0.5∶1时,相关参数的降低幅度约为0.75∶1煤岩组合体的6倍,破坏剧烈程度相对较小。研究表明:宽高比对煤柱的冲击破坏具有显著影响,整体上,煤柱冲击破坏剧烈程度随宽高比减小(5∶1~0.5∶1)呈先升高后逐渐降低的趋势;煤柱宽高比大于3∶1时,煤柱冲击危险性相对较小,煤柱宽高比为1∶1和0.75∶1时冲击危险性较大,0.5∶1次之。

关键词：煤柱型冲击地压煤柱宽高比煤岩组合体声发射分形维数

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大埋深锚网索巷道支护参数优化

山东煤炭科技 2024年第7期42卷 51-56,66页

作者：王大威中煤新集能源股份有限公司板集煤矿安徽亳州236744

板集煤矿现开采5煤层,埋深较大。针对顺槽巷道的顶板支护盲目增加锚索支护密度,增加到一定程度后所起到的效果提升不够明显,会加速顶板岩层风化、浪费支护材料及人力、后期巷道维护工程量大等问题。采用数值模拟沿5煤顶板、5煤中间、5... 详细信息

板集煤矿现开采5煤层,埋深较大。针对顺槽巷道的顶板支护盲目增加锚索支护密度,增加到一定程度后所起到的效果提升不够明显,会加速顶板岩层风化、浪费支护材料及人力、后期巷道维护工程量大等问题。采用数值模拟沿5煤顶板、5煤中间、5煤底板三种掘进方式,对巷道支护参数进行设计、验算,提出了三种支护方案。采用数值模拟进行支护效果分析,沿5煤顶板掘进时顶板变形量最小,便于后期巷道维护;当锚杆间排距900 mm×900 mm、顶板锚索间排距1800 mm×1800 mm进行支护后,巷道围岩得到有效控制,能够有效减少锚索支护材料的消耗。巷道掘进支护后对巷道布置两个测站采集数据分析验证,达到了巷道围岩得到稳定控制的效果,节约66.7%的支护锚索施工。

关键词：锚索支护锚杆支护测站

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含结构面岩体岩爆特征真三轴试验研究

岩石力学与工程学报 2024年第1期43卷 120-132页

作者：李育宗袁亮张庆贺王圣涛穆朝民章新生安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 中铁四局集团有限公司安徽合肥230023

工程实践表明,含结构面岩体岩爆发生范围更广,频率更高,工程安全风险更大。对含结构面岩体岩爆机制及破坏特征的深入研究对于深埋地下工程岩爆灾害的防控和治理具有重要意义。基于深埋高应力隧洞含结构面岩体岩爆的典型破坏模式,开展室... 详细信息

工程实践表明,含结构面岩体岩爆发生范围更广,频率更高,工程安全风险更大。对含结构面岩体岩爆机制及破坏特征的深入研究对于深埋地下工程岩爆灾害的防控和治理具有重要意义。基于深埋高应力隧洞含结构面岩体岩爆的典型破坏模式,开展室内含结构面花岗岩、灰岩和砂岩试样的真三轴试验,通过荷载‐位移、声发射、围岩体加速度和高速摄影等多种监测手段,研究不同结构面倾角及不同岩性影响下含结构面岩体岩爆特征及破坏机制。研究结果表明,结构面倾角(结构面与最大主应力平面的夹角)、结构面参数(内摩擦角和黏聚力)对含结构面岩体的破坏模式起控制性作用。当结构面倾角较小时,含结构面围岩发生应变型劈裂破坏;当结构面倾角较大时,岩体呈沿结构面剪切滑移破坏特征。当含结构面岩体发生应变型劈裂破坏时,结构面两侧岩体产生与临空面近似平行的张拉裂缝或裂隙,并伴随剧烈岩爆,岩爆坑边界是结构面及劈裂缝围成的空间区域,岩爆弹射体的最大加速度可达13.56 g。而当含结构面岩体发生剪切滑移破坏时,岩体破坏能量大大弱化,几乎无动力破坏现象产生。研究成果可为深埋高应力地下工程灾害防控与治理提供重要参考。

关键词：岩石力学岩爆结构面倾角真三轴试验声发射

急速卸压条件下构造煤体应力释放规律试验研究

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采矿与安全工程学报 2024年第3期41卷 634-644页

作者：蒋静宇史孝宁程远平沈润生马建军王成浩中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 河南神火煤电股份有限公司薛湖煤矿河南永城476600 中山大学土木工程学院广东广州510275

为研究构造煤在急速卸压条件下的应力释放规律,开展了不同卸围压速度条件下的型煤试样三轴试验,对比分析了构造煤在不同应力路径下的应力⁃应变曲线和力学特性演化特征,并通过数据拟合分析了急速卸压条件下的应力释放规律。结果表明:卸... 详细信息

为研究构造煤在急速卸压条件下的应力释放规律,开展了不同卸围压速度条件下的型煤试样三轴试验,对比分析了构造煤在不同应力路径下的应力⁃应变曲线和力学特性演化特征,并通过数据拟合分析了急速卸压条件下的应力释放规律。结果表明:卸围压速度越快,构造煤破坏时的变形程度和峰值应力越小。卸围压降低了煤体的内聚力,劣化程度为14.02%~21.95%,卸围压速度越快,劣化作用越强。卸围压降低了煤体变形模量和泊松比,表明卸围压加剧了煤体损伤,降低了煤体抵抗变形的能力。当卸围压速度趋近于急速时,峰值应力的劣化程度为17.84%,内聚力的劣化程度为21.95%,表明急速卸压条件下构造煤更易失稳破坏,应力释放控制瓦斯膨胀能的非稳态释放,从而导致构造煤突出的连续发展。

关键词：构造煤急速卸压卸围压速度应力释放煤与瓦斯突出