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冲击地压是矿山开采中发生的煤岩动力现象之一。这种动力灾害通常是在煤岩力学系统达到极限强度时,聚积在煤岩体中的弹性能量以突然、急剧、猛烈的形式释放,在井巷发生冲击事故,造成煤岩体振动和破坏,动力将煤岩抛向井巷,同时发出强烈声响,容易造成设备损坏、井巷破坏、人员伤亡等巨大损失[1,2]。
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关闭矿井因开采历史久、沉陷面积大[5]、生态环境退化严重[6]、地表景观破坏显著[7],导致关闭矿井修复难度大,与现行国土空间规划脱节严重[8],难以指导关闭矿井区域开展城镇化建设和提升人民群众幸福感。因此研究关闭矿井功能性分区规划具有重要意义,可以实现城乡国土空间规划管理全域覆盖,全要素管控,强化国土空间规划的战略引领和空间管控的作用。
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冲击地压目前是煤炭领域面临的最严重灾害之一[1,2,3]。近年来,在冲击地压灾害治理方面,国内外学者通过不断探索和研究,提出了地面水平井分段压裂技术、井下长钻孔水力压裂技术、顶板爆破预裂技术以及煤层大直径卸压等技术[4,5,6,7]。但在卸压措施的实施过程中,对巷道危险区域施工时的针对性不强,达不到预期的防治效果。
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回风立井风硐最低点一般距离地表约10 m, 因此传统设计上回风立井风硐施工一般采用大开挖的工艺,该工艺施工简单、方法成熟、便于风硐浇筑[1,2,3]。然而由于开挖深度较深,导致放坡范围较大。为避免风硐大开挖对临时凿井井架产生扰动,引起井架失稳,一般选择在临时凿井井架安装前或拆除后施工风硐,但无论是在井筒开凿前还是开凿完成后施工,都会给井筒开凿进度和风硐投用时间产生较大影响。
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随着煤矿开采技术的快速发展,开采强度逐渐提高,同时开采深度也在逐年增加,深部开采面临着严重的矿山灾害威胁,多数煤矿更面临着多种灾害叠加的威胁。焦作矿区典型的特点就是煤层瓦斯含量高且突出危险性强,为防止此类事故,通常在煤层布置工作面前距离底板一定距离的层位施工巷道并对煤层进行预抽瓦斯[1]。
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综采工作面末采阶段,回撤通道围岩稳定性受采动影响,帮部及顶板位移将显著增大,巷道断面内易发生变形,甚至造成顶板局部冒落、液压支架压死等问题,加大了工作面设备回撤难度,降低了回撤效率,使工作面回撤作业存在严重安全隐患[1,2]。近年来,国内众多专家学者就工作面末采阶段的矿压显现规律及控制技术进行了深入研究。谷拴成等[3]对末采期间剩余煤柱进行力学分析,得出了回撤通道两侧煤体的应力变化特点。
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煤炭是我国主体能源及重要工业原料[1,2],随着矿山机械化水平与生产集约化程度的不断提升,许多矿井在条件允许时通过提高推进速度增加工作面产量[3]。快推速工作面中与煤伴生的瓦斯气体涌出强度及涌出量急剧增大[4,5],覆岩裂隙发育复杂[6],对工作面瓦斯治理造成一定压力。明确不同推进速度下的卸压瓦斯运储区演化规律,准确判别瓦斯抽采重点区域,可实现快推速工作面瓦斯精准治理[7]。
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有效解决矿用巡检机器人避障问题和准确发现井下环境异常,可极大降低井下开采成本和提高工作效率。当前许多学者对改善矿用巡检规划最优路径展开深入研究,对规划巡检路径进行搜索,提高巡检作业的效率,确保整个巡检作业的经济性和合理性。解决实际问题的关键在于寻找最优规划路径,将优化算法应用于实际问题的解决有诸多好处。
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冻结法凿井技术在我国广泛应用,是我国立井井筒穿厚冲积松散层的主要特殊施工方法[1]。井筒冻结工程中冻土力学参数是冻结壁设计和井筒开凿的依据[2],研究不同冻结温度下黄土三轴压缩力学性能是人工冻结法设计过程中进行合理设计和安全施工的前提和必要条件,具有重要的现实意义。
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国内众多学者对小煤柱护巷理论和技术进行了研究[3,4,5]。王卫军等[6]建立了采空区侧向煤体塑性区计算公式;王德超等[7]通过现场实测与数值模拟确定了小煤柱合理留设宽度;赵学斌[8]以凤凰山煤矿15号煤为研究对象,最后得出留设4~5 m煤柱宽度比较合理;张希文等[9]采用极限平衡理论和弹塑性力学相关原理对煤柱最小尺寸进行计算。
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结合陕北矿区生态环境脆弱的特点,现有煤矸石处理技术中最彻底最有效的处置方式为井下充填[1,2]。煤矸石井下充填开采,不仅消除了矸石山对生态环境的污染,有效遏制了地表沉陷,保护了地表和地下水资源,减少了井下采空区涌水、降低采空区瓦斯积聚等事故发生的可能性,实现以最小的生态扰动获取煤炭资源,既消纳了大量煤矸石保护环境,又促进煤炭开采和生态环境协调、共融发展,取得了良好的生态和社会效益,实现煤炭绿色开发。
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采空区自燃是矿井火灾的重要表现形式,发生频率高、隐蔽性强,且极易引发瓦斯、粉尘爆炸等次生灾害[1,2,3],严重威胁煤矿高效生产和矿工的生命健康[4,5]。相较单一煤层,厚煤层在重复采动作用下,覆岩裂隙将再次扩展发育,使原有已压实裂缝重新扩张破裂,导致上下分层间易产生复杂裂隙通道,加剧采空区漏风[6,7,8]。
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深部煤层开采在能源领域具有重要地位,然而矿井水害一直是该领域面临的挑战之一[1,2,3]。矿井水害的发生不仅会影响生产效率,还可能造成环境破坏和安全事故。因此,煤矿企业亟需采取有效的技术和措施来预防和控制矿井水害。为此,对深部煤层开采矿井水防治的关键技术和措施开展探讨,以期为相关实践提供有益的参考和指导。
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传统的煤矿巷道变形检测方法主要是使用人工巡查和测量的方法,效率低且精度不高。随着科学技术的发展,现有巷道变形检测技术已发展到通过全站仪测量、近景摄影测量以及激光测距等方式。尽管巷道变形检测技术已经取得巨大进步,但多数方法仍存在自动化水平低、需要人工现场介入等问题。
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目前,锂离子蓄电池电源在煤矿井下的应用越来越广泛。煤科院装备分院研制的DXJL4608/220J矿用隔爆兼本安型锂离子蓄电池电源,其储备能量为4 608 Wh,输出功率为2 500 W,这两项重要参数在监测通信类后备电源中处于行业领先水平。即使如此,还是有一些用户提出要带载更多或更大功率负载设备,并且还要满足4 h甚至8 h以上的供电需求。
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