工程技术

  • 厚煤层沿空留巷综采工作面矿压活动规律及围岩控制技术

    潘忠德;尚利民;王臣凯;

    鄂尔多斯市中北煤化工有限公司色连二矿12412厚煤层沿空留巷综采工作面开采期间,覆岩影响范围大,围岩变形严重,对留巷要求高。利用数值模拟与现场工程试验方法,对厚煤层沿空留巷综采工作面矿压分布特征与稳定性控制进行了系统研究。通过数值模拟研究,获得厚煤层留巷全断面应力应变分布规律,有针对性地提出了围岩稳定性控制关键技术,优化了跨高比,提出了高初撑力单体支柱关键区域辅助控制技术。工程试验表明,工作面后方200~250 m围岩基本稳定,有效实现了厚煤层沿空留巷综采工作面围岩稳定性控制。

    2021年05期 v.42;No.230 1-6+62页 [查看摘要][在线阅读][下载 2070K]
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  • 富水软土工程地质特性分析与钻井液性能设计

    史正洪;陈振国;田乐;杨明;

    针对富水软土水平钻孔施工中,易出现孔壁遇水膨胀、缩径等问题,分析了淤泥质软土层钻进复杂情况,设计出性能满足淤泥质软土层水平钻孔施工要求的钻井液。结果发现:(1)上海地区淤泥质软土层黏土矿物含量高,微观孔隙较大,强度低,渗透系数小;颗粒粒度较小,难以通过振动筛清除。干燥后的淤泥质黏土清水膨胀率高达31.21%,滚动回收率为0。(2)富水软土水平孔钻进过程中,可能出现由于黏土水化膨胀、钻具摩阻扭矩大和钻井液流变性难以调控等原因而导致的孔壁失稳。(3)钻井液配方设计为黏土+增黏提切剂+包被剂+抑制剂+润滑剂+降滤失剂。

    2021年05期 v.42;No.230 7-9页 [查看摘要][在线阅读][下载 815K]
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  • 煤矿立井过采空区探测和治理技术

    刘彦杰;

    立井井筒施工接近采空区时,易造成采空区积水突水、瓦斯涌出等事故,严重影响施工安全,同时治理困难。塔山煤矿四盘区回风立井施工中,为解决上述问题,通过对采空区进行实测勘探,结合收集整理的该区地质资料,确定了井筒通过采空区的范围和隐蔽灾害情况。井筒通过采空区施工时,采用灌注结合、井壁加固等技术,对采空区进行治理,取得预期效果。

    2021年05期 v.42;No.230 10-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 1369K]
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  • 富水软土水平钻孔注浆地层变形规律分析

    李伟;李培培;李方政;左永江;高伟;

    针对富水软土水平钻孔注浆对地层变形的影响规律,总结了水平钻孔注浆过程中的监测点沉降情况和注浆参数。结果发现:(1)水平钻孔注浆相较于地面垂直孔注浆,注浆压力增大,对地面抬升影响更为迅速明显。(2)上层水平钻孔注浆时,浆液在持力层作用下,对地层抬升效应显著;较小注浆压力下,地层变化也较为显著。(3)注浆期间,地层持续抬升;注浆间歇期,地层回落;注浆结束,浆液凝固后,地层总体呈抬升趋势。(4)注浆压力是注浆过程中地层变形的关键因素,注浆量是地层变形最终抬升的控制因素,应按照设计注浆范围与地层变形警戒值来计算注浆量。

    2021年05期 v.42;No.230 16-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1284K]
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  • 开平煤田东部地区奥陶系灰岩地质及水文地质特征

    张立宇;

    奥陶系灰岩岩溶含水层一直是威胁开平煤田安全开采的承压含水层。通过近年来矿区施工的地面钻孔资料,结合矿井井下实际情况,经过总结分析,认为上覆地层G层分布及古风化壳发育并不稳定,部分有缺失现象;奥陶系灰岩中含泥岩、粉砂岩及铝质成分掺杂,顶部灰岩白云质化普遍存在;奥灰含水层富水性变化大,且与进入奥灰深度成正比;奥灰水中离子成分各矿区整体统一,但有一定的个性差异。

    2021年05期 v.42;No.230 20-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K]
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  • 麻家梁煤矿2号进、回风立井地面预注浆施工

    陈龙;梁敏;

    麻家梁煤矿2号进、回风立井井筒工程采用冻-注-凿三同时施工工艺(即井筒上部采用冻结法施工的同时,进行凿井施工;与此同时,冲积层以下基岩含水层采用地面预注浆法施工)施工,缩短了建井工期,实现了井筒快速建成、尽快投产的目的。2个井筒地面预注浆均采用直孔+S孔的布孔方案,既能保证注浆堵水效果,又能实现与冻结、凿井平行作业,为晋北地区其他矿井立井施工提供了经验。

    2021年05期 v.42;No.230 24-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1512K]
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技术革新

  • 静力触探技术在水平钻孔注浆效果评价中的应用

    于宁;尚艳娜;李方政;王桦;李生生;

    针对某市轨道交通地铁隧道工程水平钻孔注浆效果评价难的问题,运用静力触探技术,判断富水区域注浆前后的土体物理性质变化。检测结果发现,静力触探技术可获得试验区域注浆前后的比贯入阻力P_s值。注浆后,土体的P_s值出现不同程度的提高。不同土层注浆后,P_s值提高率大小排序:灰色淤泥质黏土>淤泥质粉质黏土>灰色黏土>粉质黏土>素填土。注浆后,地基承载力基本值f_0、不排水抗剪强度基本值C_u、压缩模量基本值E_s等土体物理参数,均有不同程度的提高。

    2021年05期 v.42;No.230 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1261K]
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  • 地质雷达探测法在水平钻孔注浆效果评价中的应用

    马建民;许清明;杨雪;陈慧;高晓耕;

    针对某市轨道交通地铁隧道工程水平钻孔注浆效果评价难的问题,运用浅层高频地质雷达探测技术,来判断富水区域及管线位置;利用深层高频地质雷达,来判断浆液是否达到设计扩散效果,进而判断水平钻孔注浆效果。检测结果发现,利用地质雷达波形图在注浆前后的振幅、同相轴等特征变化,可判断14 m深度范围内的水平定向注浆效果。

    2021年05期 v.42;No.230 33-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 1156K]
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试验研究

  • 水峪煤矿深部巷道围岩变形特征及支护技术

    刘栋;张剑;刘爱卿;李立;孟晓刚;

    为解决水峪煤矿十采区深部巷道支护难题,以10219运输巷为工程背景,分析该采区地应力分布规律、深部巷道围岩变形与破坏特征。数值模拟研究表明:运输巷原支护方案无法控制围岩变形,原支护方案存在锚杆和锚索材料强度低、锚杆和锚索预应力小、边角锚杆安装角度大等设计问题。基于提高锚杆和锚索材料强度、加大锚杆和锚索预应力、调整边角锚杆安装角度等措施,提出10219运输巷采用高预应力、高强度锚杆锚索联合支护技术,井下支护试验取得良好效果。井下支护试验后,在十采区所有掘进工作面巷道推广应用。

    2021年05期 v.42;No.230 36-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2010K]
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  • 不同储煤工况下的堆煤与落煤筒相互作用体系动力特性分析

    吴春野;赵娜;李传涛;

    落煤筒结构长期处于连续不断的储煤-卸煤循环工况;由于堆煤量巨大,且不断变化,其对整个结构体系的动力特性和地震响应造成很大影响。以陕西益东煤矿落煤筒为研究背景,运用ANSYS软件,对整个循环过程中的12种典型堆煤工况条件下的落煤筒与煤堆相互作用体系动力特性进行有限元计算,得出不同堆煤工况下的相互作用体系前10阶自振频率和振动形态;通过对不同堆煤工况下的相互作用体系自振频率和振型的对比分析,得到整个结构体系动力特性的变化规律,对该结构的理论研究和抗震设计具有指导作用。

    2021年05期 v.42;No.230 42-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1583K]
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  • 里必矿冻结施工方案数值模拟优化研究

    张伟;荣传新;王彬;施鑫;孙世成;姜晓刚;

    为解决大流速地下水作用下的单圈孔冻结壁交圈时间长或无法交圈的问题,对山西里必矿冻结方案设计参数进行优化;通过数值计算,对3种不同优化方案做了对比分析。计算结果表明:采用优化方案,冻结壁交圈时间明显缩短;对应相同的冻结时间,两侧冻结壁厚度均有明显增加。其中"注浆帷幕+加强冻结"方案效果最优。当地下水流速分别为6、7、8、9、10、11 m/d时,该优化方案的冻结壁交圈时间比原方案分别缩短了13、21、40、50、80、117 d。

    2021年05期 v.42;No.230 46-51页 [查看摘要][在线阅读][下载 1948K]
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问题探讨

  • 冻结井筒多重不确定性因素表征及井壁可靠度分析

    杨金宏;王涛;

    将冻结井壁不确定性力学参数建模为随机场,利用Neumann随机有限元法,推导出冻结井壁随机应力变形场的随机分析列式;研发了冻结井壁混凝土应力与变形随机有限元分析程序。通过计算,获得了相关参数的失效概率;对井壁几何参数、材料参数、外荷载随机性等条件下的冻结井壁工程可靠性进行评价。结果表明:精确控制井筒掘进半径的大小,降低井壁外半径随机性摆幅,减小外半径变异系数,可有效提高井壁可靠性;提高混凝土搅拌的均匀性,降低弹性模量随机性摆幅,减小弹性模量变异系数,对于提高井壁可靠性,效果显著;提高井壁弹性模量的均匀性,可以增加井壁可靠性。

    2021年05期 v.42;No.230 52-56+62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1527K]
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施工装备

  • 立井煤矿盾构机拆装起吊装置的研究设计

    孙涛;周水生;

    世界首条立井高瓦斯煤矿盾构机综合机械化掘进作业线在淮南矿业集团张集煤矿创建试验。为解决盾构机在井下拆装时,受自重大、空间小、地质条件复杂等因素的影响以及无法直接使用常用行车起吊设备来组装、拆除盾构机的难题,研究设计了一种由承载部、连接部、滑动起吊部构成的新型起吊装置。该起吊装置多次成功应用于盾构机组装及拆除工作中,具有井下防爆、结构简单、安装方便、成本低廉的特点,为立井煤矿盾构机安装拆除提供了解决办法。

    2021年05期 v.42;No.230 57-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 2111K]
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  • 陀螺全站仪在矿井平面控制系统改造中的应用

    尹明国;

    葫芦素煤矿随着井下巷道开拓和系统工程安装,测量控制点破坏丢失现象不断增多,首级控制系统受到破坏,需要对测量平面控制系统进行升级改造。采用国产全自动陀螺全站仪,强行归化方位,降低全站仪测角误差对方位角的影响,完成了井下测量平面系统改造,实现了超长距离巷道准确贯通。

    2021年05期 v.42;No.230 63-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1399K]
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