摘要：针对西部煤炭主产区矿井水保护利用技术难题,以煤水协调开采为基本原则,自主设计了包含实验材料配制系统、模型框架加载系统、水压控制系统、柔性隔离层注浆控制系统、数据采集系统等5部分组成的煤水协调开采物理模拟实验平台;研制出由骨架结构物和胶结物组成的相似材料,其中骨架结构物用于调控相似材料弹性模量,胶结物用于调控相似材料整体强度,经检验,所研制材料的力学和渗流特性均满足相似模拟实验的基本要求;以西部宁东煤田麦垛山煤矿2号煤首采区为研究对象,开展了煤水协调共采物理相似模拟实验研究,工作面回采3~5个周期来压步距后,通过对隔水层进行注浆改造或压裂处理,分析煤水协调开采过程中导水裂隙带高度演化特征、7个测点水流变化情况以及顶板破断特征,研究表明:隔离层压裂改造位置应位于超前基岩顶板扰动范围之外,隔离层注浆改造应在岩层充分压实后(3~5个周期来压后)进行,采用压裂和注浆封堵相结合的工艺手段,隔离了“地下水”向下渗流通道,可以实现地下水原位保护。模拟研究了4种工况条件下人工隔水层的保水作用,首先对2号煤首采区上覆含(隔)水层系统进行数值概化,建立研究区地下水系统数值模型;然后利用矿区水文监测孔的水位数据对模型参数进行校核,获得最终含水层参数、模拟期水均衡项以及流场信息;最后结合区内用水情况、地下水开采现状,设置2号煤实际开采条件下工作面布置与回采方案,利用参数校核后的模型对研究区地下水水位和流场进行情景模拟分析,结果表明:人工隔离层建造位置越靠下,隔水效果越显著。

摘要：为解决西部矿区采深增加带来的20~40 m区段煤柱防冲控制难等问题,提出了临界煤柱尺寸的设计方向,以彬长矿区高家堡煤矿为例开展了沿空掘巷无冲击窄煤柱的设计原则研究。通过有限元数值模拟分析了巷道开掘前后的应力分布环境,确定了无冲击窄煤柱的尺寸范围。针对5、6、7、8 m四个不同煤柱宽度参数,开展了基于围岩应力状态、围岩变形和安全性能的的综合对比分析,结合工程类比、理论分析,最终确定了合理的煤柱参数取值范围。选取8 m煤柱,开展了巷道开掘后的围岩应力二次分布规律研究,确定了围岩表面位移的临界参数,并在受冲击威胁的综放工作面回风巷内进行了8 m煤柱的工业试验,试验结果验证了设计的合理性。

摘要：巷道是井下工作的重要组成部分,是矿井正常生产运输的重要前提,直接影响到煤矿生产运输和经济效益。巷道断面的尺寸则是巷道设计的重要因素。文章以某矿第二水平运输巷道掘进为地质条件,从理论角度设计了第二水平运输巷道断面的尺寸,从而从根本上保证煤矿安全运输生产的正常进行。

摘要：6月26日，对被国家评定为“资源枯竭城市”的七台河市来说，是一个特殊的日子，在七台河市召开的七台河国有矿区西部区深部煤炭详查设计通过评审。这意味着具有“救市”意义的深部寻找接替资源的勘查工作即将全面展开。

摘要：随着西部矿区煤层开采强度的增加,机电设备在煤矿安全高效开采中起到了重要作用。连采工作面的正常工作,是保证煤炭生产能力的重要前提,连采工作面的移动变电站如何选择,则成为保证连采工作面设备供电的重要因素。文章对连采工作面移动变电站的选择进行了理论分析,保证了连采工作面供电的可靠性和稳定性。

摘要：煤-水协调共采对维持西部矿区生态平衡、缓解区域水资源短缺具有重要意义,亟需通过揭示我国西部矿区煤-水协调共采的影响因子及其作用程度,为矿区水资源保护与生态文明建设提供参考。提出了一种基于全生命周期理论的煤-水协调共采的影响因子研究方法,按照煤炭开采对地下水系统的不同扰动程度与由此引发的其他生态互馈反应,将煤矿开发周期划分成3个阶段,在此基础上总结了各阶段的影响特点。通过分析部分井工开采煤矿开发现状与煤-水共采水平,结合西部矿区特殊生态环境特点,优选影响煤-水协调共采的相关指标,判别指标间的依赖、反馈、支配关系并划分锥底元素与锥顶元素,基于尖锥网络分析法(Cone-ANP)构建分析模型,建立不同阶段下的尖锥元素集,将其用于推求各影响因子的权重分布。研究结果表明:规划设计阶段含水层性质对协调共采影响作用较强;建设开采阶段采煤方法与开采工艺、塌陷土地治理率变成协调共采的主要影响因素;闭坑整治阶段老空水利用率与水质情况、废弃井巷利用率对协调共采影响程度最大。该研究成果为西部生态脆弱矿区协调共采综合效益的提高与开采技术的改进提供了一定的参考。

摘要：全深冻结凿井技术在我国西部矿区得到广泛应用,而冻结孔因未完全封闭形成的环形空间成为隐蔽竖向导水通道。基于冻结孔成灾机制分析,提出了全深冻结法井筒隐蔽竖向导水通道综合治理技术,包括冻结孔环形空间封闭不良范围确定及其水害危险性评价、灾害隐患段岩性组合特征分析及最佳注浆治理区间确定、冻结孔探查与空间定位、综合注浆方案设计、活动式施工平台设计与构筑、信息化施工及注浆效果检验与局部补充注浆等关键实施步骤。在该技术体系指导下,营盘壕煤矿主井冻结孔封闭不良段等隐蔽竖向导水通道的综合治理工程得以成功实施,取得理想治理效果。

摘要：为了解决西部矿区中生代软岩特大型硐室的围岩控制难题,以沙吉海煤矿皮带卸载硐室工程为研究对象,采用现场调研、室内试验、数值计算及现场试验相结合的方法,研究了硐室的变形破坏机理及控制对策。结果表明:硐室断面特大、围岩自承能力不足、膨胀及松动压力高、支护设计及施工存在缺陷是围岩变形破坏的主要原因。应用软岩工程力学理论,确定了围岩Ⅰ_AⅡ_(BCD)Ⅲ_E复合型变形力学机制。基于恒阻让压、刚柔并济、协同控制的支护理念,合理地将复合型变形力学机制转化为单一型,并提出了"恒阻大变形锚杆(索)+离壁U型钢架+底角锚管注浆+浇筑砼"的控制对策。工程实践表明该对策有效控制了特大型软岩皮带卸载硐室的变形,保证了工程稳定,应用效果良好。