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防隔水煤柱切顶卸压定向爆破参数设计及工程应用

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煤炭工程 2024年第2期56卷 1-9页

作者：王永法鹤壁中泰矿业有限公司河南鹤壁458010

针对煤矿井下紧邻断层的防隔水煤柱稳定性保护问题,以鹤壁中泰矿业3309工作面防隔水煤柱为工程背景,对防隔水煤柱切顶卸压定向爆破参数设计及工程应用进行研究。通过对切顶卸压前后防隔水煤柱支撑压力分布进行对比分析,揭示了切顶卸压... 详细信息

针对煤矿井下紧邻断层的防隔水煤柱稳定性保护问题,以鹤壁中泰矿业3309工作面防隔水煤柱为工程背景,对防隔水煤柱切顶卸压定向爆破参数设计及工程应用进行研究。通过对切顶卸压前后防隔水煤柱支撑压力分布进行对比分析,揭示了切顶卸压定向爆破作用机理,采空区顶板垮断时大悬臂结构被切断进而迅速垮落,防隔水煤柱上方侧向支撑压力缓慢上升然后延伸至深处缓慢下降到原岩应力。利用FLAC3D和ANSYS/LS-DYNA软件建立不同不耦合系数定向聚能爆破模型,数值模拟结果显示,切顶卸压后应力峰值降低了约27.8%,且峰值位置与3309工作面煤柱帮的距离明显增大,改善了3309工作面回风巷道附近区域应力环境;综合考虑切缝效果和炸药利用率,确定了不耦合系数1.7为正常段最优装药结构;根据数值分析结果和断层分布情况对3309工作面回风巷道进行系统性差异化爆破参数设计,现场应用表明切顶卸压定向爆破效果良好,对防隔水煤柱的保护起到了有效的作用。

关键词：切顶卸压定向爆破防隔水煤柱不耦合系数爆破参数设计

不稳定煤层多场联合勘探综合解译技术研究与应用——以河南新义煤矿为例

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地质与勘探 2024年第5期 993-1001页

作者：金明方李度周王冕马合飞仇念广河南能源集团研究总院有限公司义煤集团新义矿业有限公司

地质条件复杂的工作面由于勘探条件较差或者存在多种隐蔽致灾地质因素干扰，导致单一的物探手段难以准确辨识不良地质体，需要采用多种物探方法进行联合勘探，相互补充印证，以解决物探多解性问题。针对新义煤矿11080工作面揭露的大范... 详细信息

地质条件复杂的工作面由于勘探条件较差或者存在多种隐蔽致灾地质因素干扰，导致单一的物探手段难以准确辨识不良地质体，需要采用多种物探方法进行联合勘探，相互补充印证，以解决物探多解性问题。针对新义煤矿11080工作面揭露的大范围薄化带，采用地震槽波速度场、质量场、能量场以及无线电波透视法联合勘探，对不良地质体进行多维度、多方面的探查，开展多场耦合综合解译，圈出了工作面煤层薄化带和开采关注区。结果显示，多场联合勘探综合解译技术能够对复杂地质条件下极不稳定煤层进行有效探查，能够准确判断不良地质体的相关属性，为工作面安全高效生产提供依据，该方法能够在类似地质条件工作面推广。

关键词：地震槽波速度场能量场质量场无线电波坑透综合解译新义煤矿河南

智能化技术在高速公路管理中的应用与发展趋势

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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2024年第9期 0017-0020页

作者：王喆河南中天高新智能科技股份有限公司河南郑州450000

当前,随着科技的快速发展,高速公路也呈现出智能化的趋势。本文主要通过理论分析和实际应用研究,系统地探讨了高速公路的智能化发展趋势及技术应用。通过数据分析,我们发现,传统的高速公路管理模式已经无法满足现代高速公路的发展需求,... 详细信息

当前,随着科技的快速发展,高速公路也呈现出智能化的趋势。本文主要通过理论分析和实际应用研究,系统地探讨了高速公路的智能化发展趋势及技术应用。通过数据分析,我们发现,传统的高速公路管理模式已经无法满足现代高速公路的发展需求,迫切需要引入智能化技术进行改革和创新。我们从智能车辆控制系统、DHM(驾驶员健康监测)技术、AI人工智能等技术出发,提出了智能化高速公路的开发方案,并对其实施效果进行了评估。研究发现,这些智能化技术能够有效提高高速公路的运输效率,减少交通事故的发生,降低运营成本,增强公路的服务能力和安全性,有着广泛的应用前景。同时,智能化高速公路的应用不仅能够推进公路交通的发展,还将对社会经济发展产生积极影响。本研究为我国高速公路的智能化发展提供了指导性参考,可为相关政策制定和技术应用提供有益启示。

关键词：高速公路智能化技术应用智能车辆控制系统驾驶员健康监测技术 AI人工智能

葫芦素煤矿导水裂隙带发育高度预测与水源分析

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中国矿业 2024年第S1期 377-381页

作者：姜坤赵飞吴访郝英豪王泽唐王超勇中天合创能源有限责任公司徐州大屯工程咨询有限公司中国矿业大学

为消除上覆含水层发生突水或淹井事故，预测导水裂隙带发育高度对顶板探放水设计十分重要。通过数值模拟、钻探注水、窥视等手段，发现21404工作面导水裂隙发育形态由初期的“拱形”逐步演化“马鞍形”，导水裂带高度呈上升趋势，并在... 详细信息

为消除上覆含水层发生突水或淹井事故，预测导水裂隙带发育高度对顶板探放水设计十分重要。通过数值模拟、钻探注水、窥视等手段，发现21404工作面导水裂隙发育形态由初期的“拱形”逐步演化“马鞍形”，导水裂带高度呈上升趋势，并在推进距离为90 m时取得最大值，为116.8 m；注水实测结果显示，导水裂隙带最大高度为120.5 m，与多数方法间相对误差均小于5%；水化学与微生物特征表明水质类型为典型的直罗组水。表明采空区直接水源为直罗组含水层，具有滞留还原水化学特征，采空区与白垩系含水层的水力联系较弱。

关键词：数值模拟注水导水裂隙带水化学特征微生物种属

华北克拉通中部造山带中条山地区古元古代盆地演化

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地质通报 2024年第4期43卷 546-560页

作者：王晓青刘敏毛景文长安大学球科学与资源学院陕西西安710054 河南发恩德矿业有限公司河南洛阳471700 中国地质大学(北京) 北京100083

对华北克拉通中部造山带南部中条山地区古元古代中条群和担山石群岩石组合及地层详细调查研究,认为中条群为一套由粗碎屑岩-泥质岩-碳酸盐岩组成的多旋回沉积岩,变质砂岩地球化学特征显示,中条群经历了早期相对稳定到后期较活跃的转变... 详细信息

对华北克拉通中部造山带南部中条山地区古元古代中条群和担山石群岩石组合及地层详细调查研究,认为中条群为一套由粗碎屑岩-泥质岩-碳酸盐岩组成的多旋回沉积岩,变质砂岩地球化学特征显示,中条群经历了早期相对稳定到后期较活跃的转变。结合前人碎屑锆石年龄、源区特征和火山岩夹层年龄得出,中条群形成于2.1 Ga左右的活动大陆边缘弧后盆地。担山石群为一套砾岩-砂岩组成的磨拉石建造,碎屑锆石年龄显示,担山石群形成于1.85 Ga左右的碰撞造山阶段的前陆盆地内。结合前人研究,认为中条山地区古元古代盆地演化模式为,约2.1 Ga开始,西部陆块的前导洋向东部陆块活动大陆边缘之下持续俯冲,东部陆块西缘活动大陆边缘弧后盆地沉积了中条群,约1.85 Ga开始,东部陆块与西部陆块之间的大洋闭合,陆陆碰撞开始,中条群发生挤压褶皱变形,陆壳加厚及随后的快速抬升和剥蚀形成前陆盆地的担山石群磨拉石。中条山地区古元古代弧后盆地向前陆盆地的转化支持华北克拉通最初西部陆块向东俯冲,经历了约1.85 Ga的东、西陆块碰撞并最终克拉通化的演化模式。

关键词：华北克拉通中部造山带中条山弧后盆地前陆磨拉石盆地地质调查工程古元古代

深部软岩大变形巷道变径分区卸压围岩控制技术及应用

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煤炭科学技术 2024年

作者：吴锋锋谷浩源杨培举刘长友魏民涛蒋与飞王平河南神火兴隆矿业有限责任公司中国矿业大学矿业工程学院河南神火集团有限公司中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室

为解决深部软岩巷道围岩大变形、返修次数多难题，以泉店煤矿21皮带下山为工程背景，采用理论分析、数值模拟及工程实践等方法，提出了巷道变径分区卸压技术，建立了卸压参数理论模型，得出了卸压关键参数选取区间与弹性应变能密度分布... 详细信息

为解决深部软岩巷道围岩大变形、返修次数多难题，以泉店煤矿21皮带下山为工程背景，采用理论分析、数值模拟及工程实践等方法，提出了巷道变径分区卸压技术，建立了卸压参数理论模型，得出了卸压关键参数选取区间与弹性应变能密度分布规律，揭示了钻孔卸压能量耗散原理，确定了卸压关键参数的最佳取值。研究表明：(1)通过变径分区卸压技术改善了浅部围岩能量环境，减少了顶底板能量升高区面积，并将肩角和底角区域聚集能量向深部转移，实现了巷道精准卸压控制。(2)随着浅部小直径钻孔长度(L1)、深部大直径钻孔长度(L2)、深部大直径钻孔孔径(r)增加，其弹性应变能密度曲线相应的前峰值、后峰值以及后峰值升高，整体呈正相关。(3)随着深部大直径钻孔间距(D)增加，孔间弹性应变能密度峰值变化呈现先升高后降低再稳定的特点，而钻孔间联合卸压效果与其呈现负相关，依据弹性应变能量峰值增幅大小得出了影响卸压效果的关键参数权重顺序依次为：L1、L2、r、D。(4)依据理论分析和数值模拟确定了21采区皮带下山巷道卸压技术关键参数合理值，巷道实施变径分区卸压技术后，两帮及顶底板变形量分别降低了58.7%，23.7%以及27.4%，巷道稳定得到有效控制，证实了变径分区卸压技术的有效性。

关键词：深部大变形巷道软岩能量释放弹性能密度变径分区卸压技术

动静载作用下区段煤柱能量响应特征及动力失稳机制

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采矿与安全工程学报 2024年第2期41卷 221-231页

作者：王方田王文林牛滕冲魏学谦中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 陕西华彬煤业股份有限公司陕西咸阳713500 中赟国际工程有限公司河南郑州450007

针对综放工作面回采过程中高静载及强动载扰动下区段煤柱动力失稳问题,以陕西蒋家河煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟、实验测试及现场实测等方法研究区段煤柱失稳能量判据、极限能量解析解、静载作用下区段煤柱应力、极限能量演... 详细信息

针对综放工作面回采过程中高静载及强动载扰动下区段煤柱动力失稳问题,以陕西蒋家河煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟、实验测试及现场实测等方法研究区段煤柱失稳能量判据、极限能量解析解、静载作用下区段煤柱应力、极限能量演化规律及动力能量响应特征,从能量角度阐明区段煤柱动力失稳机制,并对煤柱动力失稳危险区进行精准预测。结果表明:煤柱动力失稳应满足煤体单位时间内释放能量>煤体耗散能量,静态失稳则满足煤体单位时间内释放能量≤煤体耗散能量。区段煤柱极限能量与最小主应力呈二次正相关关系,煤体损伤的加深会降低煤体极限能量。动静载组合影响下区段煤柱应力、弹性能均增大,超前采动应力影响范围约为工作面前方80 m,塑性区范围内区段煤柱弹性能>极限能量,验证了理论分析的正确性。以弹性能与极限能量负向差值表征煤柱动力失稳危险性,负差值越大,动力失稳危险性越高。动载荷作用下,区段煤柱竖向应力峰值由41.87 MPa增至43.02 MPa、弹性能峰值由0.22 MJ/m^(3)增至0.24 MJ/m^(3)、塑性区逐渐延伸以至贯通,最大负能量差约为0.02 MJ/m^(3),其所在区域主要位于煤柱顶端及两帮,其中超前段区段煤柱采动侧距离巷道帮部约3.0 m处达到负能量差峰值,是煤柱动力失稳的高危区域,通过对照工作面月度微震能量事件,验证了煤柱动力失稳机制研究的合理性。

关键词：动静载煤柱能量响应动力失稳安全高效开采

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水分对无烟煤破碎行为和研磨能耗的影响

煤炭科学技术 2024年第6期52卷 261-269页

作者：李召辉谢卫宁林生茂姜海迪张峰彬王帅谭之海何亚群孙小路中国矿业大学化工学院江苏徐州221116 中国矿业大学现代分析与计算中心江苏徐州221116 湖南中天青鼎工程科技股份有限公司湖南长沙410021 内蒙古工业大学资源与环境工程学院内蒙古呼和浩特010051

煤中水分赋存形态和含量的变化会改变煤炭物理特性和孔隙结构,进而影响其破碎过程。为研究煤炭所含水分对其破碎行为的影响,以无烟煤为研究对象,利用加装功率测量装置的哈氏可磨仪模拟中速磨煤机内的破碎环境,对不同含水量煤样开展多时... 详细信息

煤中水分赋存形态和含量的变化会改变煤炭物理特性和孔隙结构,进而影响其破碎过程。为研究煤炭所含水分对其破碎行为的影响,以无烟煤为研究对象,利用加装功率测量装置的哈氏可磨仪模拟中速磨煤机内的破碎环境,对不同含水量煤样开展多时间批次的单独与混合破碎试验,并研究水分对煤炭破碎速率、煤粉细度及研磨能耗的影响。试验结果表明:相比于原始煤样,均化浸泡煤样单独破碎时初始粒级物料破碎速率因含水量的增加明显减小,其可磨性指数随水分增加先减小后增大,煤粉细度t10与含水量呈正相关关系。干、湿煤样混合破碎时13.34%含水量样品破碎速率和细粒级物料生成速率远大于相同水分的均化浸泡煤样,且其可磨性指数大于原煤;其他含水量的混配煤样可磨性指数略小于均化浸泡煤样,此差异随含水量增加而变大,而破碎速率和细粒级物料产率与均化浸泡煤样差别较小。经典能量—粒度关系模型可用来表征不同水分梯度样品单独和混合破碎过程,内、外水分不同程度降低了无烟煤抵抗破碎的能力,单独破碎时含水量增加可显著提高能量效率;将含水量参数引入能耗模型,实现对多梯度水分煤样破碎过程的表征。通过探究煤中含水量对煤炭破碎能耗的影响机理,揭示煤炭破碎过程中能量损失方式并为优化煤炭破碎工艺、降低能耗提供理论指导。

关键词：无烟煤破碎速率可磨性指数煤粉细度研磨能耗

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深井松软围岩煤巷采动增跨效应及防控技术

采矿与岩层控制工程学报 2024年第1期6卷 76-86页

作者：王方田刘超翟景辉张洋牛滕冲中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿河南永城476600 河南永锦能源有限公司云盖山煤矿二矿河南禹州452570 中赟国际工程有限公司河南郑州450001

针对深井松软煤巷围岩变形严重、巷道支护困难等问题,以城郊煤矿LW21106工作面沿空巷道为工程背景,建立了采动巷道增跨模型,揭示了采动增跨效应演化机理。通过构建巷道顶板横纵弯曲梁模型,指出顶板横向受力、巷道等效跨度、煤岩强度是... 详细信息

针对深井松软煤巷围岩变形严重、巷道支护困难等问题,以城郊煤矿LW21106工作面沿空巷道为工程背景,建立了采动巷道增跨模型,揭示了采动增跨效应演化机理。通过构建巷道顶板横纵弯曲梁模型,指出顶板横向受力、巷道等效跨度、煤岩强度是巷道围岩损伤破坏的主控因素,提出了采动增跨效应防控对策并进行工业性试验。研究结果表明:受采动影响,巷道经历“初始围岩稳定—围岩裂隙发育扩展—围岩剪切破坏加剧—等效跨度增加”过程;巷道顶板最大正应力与应力集中系数、顶板等效跨度、巷道断面尺寸及埋深成正相关关系;巷道顶板在高应力环境下易发生拉剪破坏,增加顶板锚索数量以及锚索预紧力有利于增强顶板初期完整性。基于巷道变形破坏主控因素,提出“围岩加固–卸压–强化支护”协同防控策略;针对现场条件,采用煤柱侧向切顶+注浆加固并对破碎区域补充锚索强化支护的防控技术。现场监测结果表明,煤柱帮最大移近量为18.89cm,顶板下沉量为25.86cm,两帮移近量为29.65 cm,有效控制了煤巷围岩变形,为深井松软围岩巷道变形控制提供了参考。

关键词：深井松软围岩采动增跨效应主控因素协同防控