摘要：煤矿智能开采工艺与装备对于地质条件适应性不足,亟需在各种复杂地质条件下构建高精度透明化的煤层地质模型。以山西某地质条件复杂的矿井为例,选择陷落柱、断层、褶曲等较为发育的XY-S工作面,利用勘查、生产阶段获取的地质数据,递进式构建了设计阶段的黑箱模型、掘进阶段的灰箱模型、回采前的白箱模型和开采中的透明模型;以XY-S工作面总长7400 m掘进巷道、1470 m推采范围的实测数据作为统计依据,对不同模型的地质建模精度进行实证分析。试验结果表明:①煤层底板标高的建模误差:黑箱模型10~20 m(仅有钻探数据时)、5~10 m(钻探+三维地震),灰箱模型和白箱模型0~5 m,透明模型0~1.0 m;②断层、陷落柱的控制程度:槽波解释的3条落差为1.5 m以上断层验证可靠,直径为20 m以上陷落柱的解释准确率平均75%,但是槽波探测的陷落柱范围明显偏大、推断的异常区偏多;③煤厚预测误差:主采煤层平均厚度2.70 m,黑箱、灰箱、白箱模型煤厚预测最大误差为1.5 m、均方误差0.5 m左右,透明模型的煤厚预测误差小于0.30 m,但是可统计的实证点偏少。按照智能开采工作面地质模型梯级构建的思路,智能开采前白箱模型的建模精度只能满足自适应截割模拟开采的需求,急需研发随采智能探测、孔中地质雷达、视频煤岩识别等新技术新装备,实现工作面高精度三维地质建模,为煤矿智能开采提供可靠的地质保障。

摘要：为研究充填墙强度和宽度对巷道变形的影响,确定合理的巷旁充填参数,建立了充填墙承载结构模型,并基于多指标分析,运用全面试验设计,精确分析了充填墙强度、宽度两因素四水平对沿空留巷充填墙水平位移H、顶板下沉量J、煤帮水平位移K、底鼓量L影响的显著性。研究表明:设计巷旁充填参数必须考虑强度和宽度两因素作用;强度、宽度两因素四水平对指标H、L影响显著,对指标J、K影响不显著,抓住主要指标H、L,兼顾次要指标J、K,考虑强度和宽度的交互作用,确定新元矿3107工作面充填墙强度10 MPa和宽度2.0 m为最优组合。将研究成果应用于3107工作面,取得良好的围岩控制效果。

摘要：为解决新元公司3号煤层煤与瓦斯突出问题,通过对3107工作面、回风顺槽和尾巷的地质条件、煤层及顶底板岩性、强度等参数等调研分析,应用数值模拟确定了巷旁充填体的合理宽度,采用高水材料巷旁充填沿空留巷技术,改变原有的＂两进两回＂的＂U＋L＂型通风系统,实现＂两进一回＂的＂Y＂型通风系统,成功解决了新元公司3107工作面回风顺槽上隅角瓦斯突出、采掘接替紧张问题,而且较原巷道布置多回收20m煤柱,取得了显著的经济与社会效益。