摘要：为解决淮南矿区三软煤层复合顶板巷道锚杆支护过程中存在的局部支护结构变形、损伤以及巷道破坏等工程问题,采用现场测试、理论分析、数值模拟、工程验证的研究方法,分析了三软煤层复合顶板巷道锚杆支护失效原因和围岩控制机理,指出淮南矿区为实现锚杆支护对三软煤层复合顶板巷道的稳定控制,在锚杆支护设计和管理上应注重以下4方面:①利用合理长度的锚杆和支护附件构建起围岩浅部的“压力拱”结构;②使锚索深入围岩内部稳定岩层,在深部有效发挥“悬吊”作用;③加强对巷道薄弱部位的支护;④设计合理的施工参数,协调围岩体和支护体变形。以顾桥煤矿13-1三软煤层复合顶板巷道锚杆支护为工程背景,在锚杆支护控制运用理论方面,基于新奥法动态信息化施工过程指导思想,构建了由设计、施工、监测、评价、优化环节构成的三软煤层复合顶板巷道控制技术体系;在锚杆支护参数选择方面,从初始参数设计、参数检验、现场参数适时调整、薄弱部位强化等环节出发,确立了锚杆参数动态管理方法,在锚杆施工管理方面,从施工质量标准化体系建设和支护安全措施保障入手,构建了锚杆施工管理保障技术;在锚杆支护系统可靠性分析方面,引入一次二阶矩JC法,从锚杆锚固力和承载力2项指标出发,分析了锚杆支护结构的可靠性;基于对支护薄弱环节结构可靠性提高的考虑,对原支护方案进行了优化;获得了淮南矿区三软煤层复合顶板巷道锚杆支护结构可靠指标β值取1.0~1.5为宜。

摘要：矿区开采沉陷监测与预测对于煤炭安全生产来说至关重要,目前煤矿地表沉陷监测的主流手段均有一定的局限性,存在精度与效率不能兼得的问题。利用无人机激光雷达(unmanned aerial vehicle lidar,UAV LiDAR)技术可以实现矿区地表三维点云的快速获取,建立多期数字高程模型(digital elevation model,DEM),两期DEM相减即可得到沉陷盆地,具有高效高精的特点。对无人机激光雷达地表沉陷监测的原理流程和概率积分预计参数动态反演方法进行了分析讨论,以内蒙古唐家会煤矿为例,设计了无人机激光雷达飞行方案,采集了两期激光点云数据,并对实测数据进行了组合解算、融合、滤波,建立两期DEM,求取了观测时间段内的地表下沉盆地,并进行了全盆地动态反演,得到测区概率积分预计参数。结果表明:DEM精度分别为34 mm和37 mm;下沉盆地精度为50 mm,结果对于煤矿开采沉陷监测与预测来说是相对可靠的,为无人机激光雷达应用于地表监测提供了案例。

摘要：以安徽淮南煤田深部山西组煤样为研究对象,通过设计不同燃烧温度条件,测定各温度下燃煤产物中有害元素含量,拟合得到As、Se、Sb的释放曲线与释放强度曲线,并对原煤及不同温度条件下燃煤产物中各元素的赋存状态进行分析。结果表明,燃烧温度由500℃升至1000℃过程中,As、Se、Sb的释放比例逐渐增大,三种有害元素挥发性难易程度顺序表现为Se>As>Sb;不同温度下有害元素释放强度不同,As在700~815℃的区间内出现一个释放强度峰,而Se与Sb的释放强度峰出现在600~700℃阶段;随燃煤温度不断升高,As、Se、Sb的各赋存形态均发生不同程度的迁移及转化,温度升高至1000℃,As、Se、Sb的固相形态明显降低。

摘要：深部软岩巷道支护问题影响因素多、情况复杂,理论研究工作仍处于探索阶段,而依靠提高支护材料强度和采用注浆锚杆无法从根本上解决该问题,且成本高。分析了深部软岩巷道表层围岩应力分布情况,其变形特点为应力向深部转移,巷道表层围岩应力降低但变形量较大,得出解决深部软岩巷道支护难题的关键是在尽可能提高支护结构强度的同时,降低支护结构周边切向应力,即合理设计内层支护小结构、构筑中间应力消减层,使其与外层原岩大结构共同作用,形成深部软岩巷道支护体系,增强围岩自承能力。根据内层支护小结构的要求,提出了主动支护和被动支护相结合的锚架注组合承载壳全断面联合支护技术,即在锚杆(索)支护的基础上,采用型钢支护联合壁后充填结构形成具有一定厚度和较高强度的内层支护结构体,从而减少顶板、煤壁和空气接触,同时充填注浆材料全断面向深部软岩裂隙扩散凝固,钢架在围岩发生一定让压变形后起到径向约束作用,可强化围岩承压环,保证围岩稳定性。针对丁集矿西二采区回风石门修复工程,采用高预紧力锚索+U型钢棚+注浆的锚架注组合承载壳全断面联合支护结构,通过深孔爆破方法构筑中间应力消减层。矿压观测结果表明,巷道两帮移近量最大值为349mm,顶板下沉量最大值为323mm,巷道变形得到有效控制。

摘要：基于目前国内外对厚硬砂岩顶板(厚度在30.0~50.0 m)破断规律研究不足的问题,提出采用FLAC^(3D)软件,基于淮南某煤矿采煤工作面的基础地质与岩性数据,建立煤层数值模拟模型,分析厚层坚硬顶板综采工作面顶板初次和周期应力分布规律。首先介绍了综采面厚硬顶板初次和周期来压步距计算模型,然后采用FLAC^(3D)软件建立了煤层模型,最后采用该模型从工作面顶板初次、周期以及采场围岩应力场3个角度对厚硬顶板综采工作面矿压进行数值模拟。模拟计算结果表明:随着采煤工作的开展,工作面增加相同距离时,煤壁前方支承压力峰值的变化量呈现减小的趋势,逐渐趋于平缓;覆岩支承压力峰值随着层位的增加而降低;工作面顶板初次垮落步距为60~65 m,老顶周期断裂步距为25~30 m,为工程设计提供参考。