摘要：针对浅埋近距离煤层回采巷道顶板完整性差、支护困难等问题,以内蒙古高家梁煤矿20314辅运巷为工程背景,首先根据煤层间距和巷道位置不同,将20314辅运巷划分为层间距3.2~4m、层间距4m以上和上煤层遗留煤柱下三个不同区域,提出了不同区域巷道的支护技术:巷道上方为采空区时,采用锚(索)网带为基本支护方式,且间隔层小于4m,利用钢梁棚进行二次支护;煤柱下巷道在锚网带支护基础上,加强煤柱侧帮锚杆支护强度。然后,利用FLAC3D对不同支护技术的支护效果模拟验证,并在20314辅运巷进行现场试验。结果表明:巷道服务期间顶板最大下沉量为48mm,两帮最大移近量为93mm,锚杆、锚索受力稳定,无冒顶、片帮事故发生,支护效果较好。

摘要：近距离煤层覆岩破断受到多次采动影响,与采高、层间距及岩体力学性质密切相关。在分析采高、层间距及岩体强度对覆岩破断影响的基础上,以晋华宫煤矿的近距离煤层赋存条件为背景,采用正交试验设计的方法,运用UDEC数值模拟软件,获得了近距离煤层覆岩破断演化规律及其采高、层间距及岩体强度对覆岩破断高度的影响。结果表明:开采7煤时,覆岩破断高度最大达到48 m,形态呈现拱形;随着8煤的开采,覆层裂隙进一步向上发育扩展,达到80 m,煤柱处裂隙向两侧横向扩展。同时利用极差分析法分析以上3个影响因素对覆岩破断高度的敏感程度,其由强到弱的顺序为:采高>层间岩体强度>层间距。

摘要：针对西部弱胶结软岩煤巷顶板支护易失效问题,在探究弱胶结泥岩物性组分及破坏力学特征基础上,分析弱胶结软岩巷道围岩破坏特征,揭示弱胶结软岩巷道顶板破坏失稳机理,提出弱胶结软岩高预紧力下锚杆-围岩变形协同机理,开发相应支护设计方法,并进行应用实践。结果表明:(1)弱胶结软岩黏土矿物含量高,微裂隙发育造成其强度小、黏聚力小、胶结性差、易碎胀,在低围压条件下就产生剪切滑移破坏,提高其等效黏聚力和围岩应力水平是提升其抗变形能力的最有效途径;(2)弱胶结泥岩特性、高水平应力及低锚杆(锚索)预紧力等因素综合作用下,弱胶结软岩顶板易发生整体性下沉,内部破裂严重,破裂范围最大达4.0 m,尤其是煤岩界面破裂剪胀使部分锚杆-锚索破断失效,加剧顶板破裂下沉;(3)锚杆支护作用体现在提高锚杆加固范围内岩层等效黏聚力,锚索支护则强调对其支护范围内岩层提供较强的支护应力,两者工作阻力越高支护效果越好;(4)高预紧力下锚杆与锚索联合支护时,锚杆、锚索变形与顶板变形下沉协同、相适应,且要最大程度发挥锚杆-锚索支护效能。现场应用表明,按照高预紧力锚杆-围岩形变协同支护后,弱胶结软岩巷道顶板控制效果好,达到设计预期,该方法为弱胶结软岩巷道支护提供参考。

摘要：为了找到适用于大采高综采工作面的防尘技术手段,以神东补连塔煤矿22306大采高工作面为例,提出了大采高综采工作面除尘技术的设计准则,并以此为基础,对大采高综采工作面防尘技术措施进行了设计改造。通过现场实测的方法对设计改造的防尘技术措施进行了验证,提出的大采高防尘技术设计准则有较强的实用性,设计的防尘技术措施能够有效治理大采高综采工作面的高浓度粉尘。

摘要：为研究条带充填坚硬顶板-充填体组合系统的力学特性,进行了粗砂岩-充填体组合体试样单轴压缩试验,结合组合体试样压缩破坏力学模型(将粗砂岩抽象为弹簧体),研究了其强度及破坏特征。结果表明:组合体试样的单轴抗压强度、弹性模量和峰值应变均大于单一充填体试样而小于单一粗砂岩试样;组合体试样的整体强度不仅仅是由其内部充填体强度决定的,更重要的是受到粗砂岩与充填体相互作用的影响,粗砂岩压缩变形减小了轴向应力对主要承载体-充填体的损伤作用,相当于提升了其强度,从而增大了组合体试样的整体强度,较充填体强度增大了38.27%;粗砂岩回弹变形加剧了充填体进一步破裂和破坏,在一定程度上削弱了其强度,进而降低了组合体试样的整体强度,但在回弹变形前粗砂岩已发生压缩变形而适应了轴向应力的增加,因此该强度削弱作用是有限的;组合体试样的破坏主要发生在充填体内,主要以张拉破坏为主,伴随着局部剪切和剥落破坏,而粗砂岩未发现明显破坏。

摘要：针对膨胀、极软岩巷道特殊支护要求,以研发高强度棚式支架为目的,采用结构力学弯矩解析的方法,对不同侧压系数下支架弯矩分布规律,以及改变底拱高度、增加底板横梁、增加顶板横梁、同时增加顶底板横梁、增加顶底板横梁+斜撑5类改进结构弯矩分布规律进行分析。研究结果表明:不同侧压系数下拱顶、拱底弯矩较大,其为支架破坏的主要弱面;改变底拱高度对拱底强度影响较大。在原始支架的基础上,增加底板横梁对提高拱底强度作用明显,但对拱顶强度影响较小;增加顶板横梁对提高拱顶强度作用明显,但对拱底强度影响较小;增加顶底板横梁后,拱顶、拱底强度均得到明显提高,靠近顶底位置的两横梁加固方案其拱顶、拱底强度系数分别提高到3.51和2.715;在顶底板横梁的基础上增加斜撑进一步加固后,顶拱正"V"+底拱倒"V"组合加固结构中拱顶、拱底强度系数分别提高到3.719和2.889。考虑经济效益及现场施工影响,确定靠近顶底位置的两横梁加固方案为较理想结构形式。

摘要：设计了一种采煤工作面降温除湿设备。该设备与传统的空冷降温设备相比,具有冷量损失小,节约能源,除湿溶液可往复循环使用,无污染等特点;解决了降温和除湿两过程一体化,风筒内外温差大,冷量损失严重的问题;运用ANSYS对进口空气进行了温湿度模拟和在唐口煤矿进行现场实践应用,进一步验证了本设备的可行性。

摘要：为了掌握除尘系统中分流歧管的结构设计对气流和粉尘分配均匀性的分布规律,利用CFD模拟软件对不同几何条件下的分流歧管进行模拟计算。结果表明:歧管支管取长宽比为0.1~4.07种情况下,当歧管横向支管的长宽比为0.2时,气流体积流量分配比值在0.7578~1.1177,相对于其余六种条件均匀性较好;在长宽比为0.2的情况下,取面积比范围在0.1~1.07种情况,当支管的面积比从0.5~0.2降低时,气流分配曲线逐渐平稳,说明流量分配均匀性随支管面积比的减小而增大,该面积比范围内的几何结构可较均匀的分配含尘气流进入除尘设备,避免风量集中而造成的单个除尘器负荷过大,可使除尘系统发挥综合性能。

摘要：针对承压水上、建筑物下开采技术难题,在系统分析粉煤灰高水材料特性、充填工艺和禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录（2008年第2批）＂巷道式采煤＂的基础上,通过理论分析、室内试验及现场实测等方法,对粉煤灰高水短壁部分充填工作面设计及围岩控制下效果进行了系统研究。主要结论包括：①对粉煤灰高水充填材料发泡机理、材料特性、充填工艺进行了分析;②提出了短壁部分充填工作面设计方法及采-充程序及工艺,数值模拟表明50 m充填联合支撑体与20 m采空区底板塑性区范围为6-8 m,顶板塑性区范围10-12 m;③充填体密实性、原位强度和安全系数表明,充填体与顶板接顶率大于95%,原位强度1.93 MPa,安全系数6.8,粉煤灰高水充填体联合支撑体系能够保持围岩稳定;④充填体和底板变形监测表明,短壁部分充填采场顶板最大下沉量80 mm,底板最大破坏深度8 m,底板隔水层厚度在安全范围之内。在埠村煤矿9111工作面进行了现场实施,相关研究成果可以对类似条件下的煤炭开采提供参考。

摘要：针对宽、窄、无煤柱区段巷道防冲存在的问题,提出了沿空巷道外错合理位态减冲设计方法。通过建立覆岩结构模型、底板梁-柱模型,结合现场实测等,分析"应力场特征-减冲"关系、"卸压保护空间尺度-减冲"关系,揭示了外错布置减冲机理。研究成果在华丰煤矿埋深超千米综放采场实施,确定了外错布置沿空区段巷道的合理位态,同步构建了兼顾顶板治理、支护结构减冲、易发火控制、高效掘进及开采、合理验证与预警的系统关键技术,解决了以往沿空巷道防冲难度大、变形大难以控制、难以实现无煤柱开采等相关工程问题。