通过理论推导得出了风机频率与瓦斯浓度的线性函数关系式,以此函数为基础,利用V4.0 STEP 7 Micro-WIN SP9等软件和变频器、风机、传感器等硬件设计了风机变频稀释超限瓦斯的自动控制系统。系统通过实时监测矿井巷道瓦斯浓度超限情况,可动态调控风机风量,实现快速高效地增风稀释巷道中浓度超限的瓦斯,对提高矿井生产安全具有重要作用。

重点研究了PLC控制系统和推拉组装式门体结构。推拉组装式门体结构,可以将风压对风门运行的阻力降低到最小,使风门运行平稳自如;通过对风门整体框架的拆卸和活动挡风板的调节可以灵活扩大过断面积,满足过载要求;PLC控制系统不仅很好地实现了风门自动开关和故障实时检测与处理,还实现了冗余控制和系统断电保护的功能,整个过程无繁琐动作,简单高效且安全可靠。

深部井巷工程及采场的环境地应力水平较高,围岩表现出大变形、高地压、难支护的软岩特征。以赵固二矿Ⅰ盘区运输大巷为工程背景,结合该巷道硐室结构复杂、地压应力集中、围岩变形量大等现状,通过钻孔窥视、雷达探测及室内试验等手段,总结了深部高应力软岩巷道的变形特征与破坏机理;在此基础上,运用"初次锚注让压、二次刚性封闭"的耦合支护思想,制定了高应力软岩巷道让抗耦合关键控制技术,并通过FLAC3D仿真模拟分析了原方案与耦合方案下的控制效果。结果表明,采用让抗耦合的分阶段支护方案,能够使围岩与支护体系协调变形,同时改善围岩与支护结构的受力状态,达到巷道稳定的目的。

包含程序、仿真电路

针对在回采期间由于顶板断裂造成动压,导致姚桥煤矿7521工作面回采巷道严重大变形破坏的现象,分析其产生大变形破坏的特征和原因分析,指出埋深大和坚硬顶板破断时动压影响是造成巷道大变形破坏的2个主要原因。同时提出了采用水力致裂技术对回采巷道坚硬顶板进行应力弱化,进而减小围岩压力,在不增加围岩支护强度的情况下在现场进行了工程试验,结果表明:利用水力致裂技术对坚硬顶板进行应力弱化,可很好地控制回采巷道围岩稳定性,验证了该技术在回采巷道大变形控制中应用的可行性。

以淮南某矿深部沿空巷道的修复治理为工程背景,通过FLAC2D数值模拟分析了影响巷道围岩稳定性的因素,在此基础上提出深部软岩动压巷道的围岩控制技术,详细介绍了62110风巷扩修加固技术方案,实践表明:采用架锚注联合加固技术能够有效控制沿空留巷围岩的强烈变形,保持留巷稳定。

为得到困难条件下大变形巷道围岩的变形机理与控制对策,以困难条件下巷道的类型划分和特点为基础,总结了巷道围岩表面变形特征和内部的变形与结构特征,详细分析了高应力大变形破坏、底鼓型巷道系统失稳、采动巷道的变形破坏、结构面错动变形机制、围岩与支护结构不耦合五类主要变形机制。结合巷道围岩控制理论研究与工程实践,提出了目前困难条件下矿井巷道支护存在的主要问题、难点与控制关键。最后,结合工程实践,分别介绍了高应力软岩巷道、大断面斜井穿越采空区、承受采动影响巷道的围岩支护技术及应用效果。

针对沿空动压巷道在上区段工作面回采,即受到第一次采动影响时的围岩变形破坏特征,分析巷道围岩尤其是围岩弱结构体(护巷煤柱)的破坏失稳机理,并根据现场试验情况,研究沿空动压巷道在第一次采动影响(上区段工作面回采)时的围岩弱结构的控制机理,提出合理的围岩弱结构控制技术与方法,为类似条件下巷道的支护与维护提供参考、借鉴。

以常顺煤矿9105进风巷为研究对象,采用理论分析的方法对受强烈动压影响巷道围岩的破坏机理进行深入研究,结合工程经验确定了9105进风巷围岩变形控制技术对策,制定了高预应力强力全锚索支护方案与支护参数。9105进风巷支护试验结果表明:高预应力强力锚索支护技术对强烈动压巷道服务期间围岩变形控制效果显著,提高了常顺矿煤炭资源利用率,为矿井后续强烈动压巷道的使用提供技术依据。

麻家梁矿14202辅助运输巷在掘巷过程中,受相邻14201工作面坚硬顶板垮落强动压的影响,矿压显现剧烈、原巷道支护不能满足安全生产。针对14202辅助运输巷强动压大变形的特点,提出了超前顶板水压致裂卸压围岩控制技术,确定了水压致裂的致裂层位及相应的钻孔施工参数,在水力压裂后通过观察观测孔液体流出量验证岩体压裂效果。试验结果表明,实施超前顶板水压致裂后,14202辅助运输巷两帮最大移近量约为0.6 m,平均移近量约为0.4 m,最大底鼓量约为1.5 m,平均底鼓量约为1 m,明显小于未实施水力致裂技术治理时动压巷道变形量(未实施水压致裂段巷道最大底鼓量为2.5 m,平均底鼓为1.9 m),有效地解决了强动压巷道的大变形问题。