煤礦安全生產(chǎn)三維仿真庫通過(guò)使用最新三維動(dòng)畫(huà)模擬技術(shù)制作,以影視動(dòng)畫(huà)方式再現煤礦職工井上、井下作業(yè)過(guò)程和生活場(chǎng)景。“煤礦安全生產(chǎn)三維仿真庫之事故案例集一”高精度、高仿真性直觀(guān)展示最近幾年來(lái)煤礦職工井下生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的機電事故(共7起)、頂板事故(共9起)、通風(fēng)事故(共2起)、瓦斯事故(共4起)、水害事故(共5起),系統的總結了煤礦易發(fā)、常見(jiàn)事故的產(chǎn)生原因和發(fā)展規律,對如何遏制煤礦各類(lèi)事故的發(fā)生提出了有效的防治對策。
煤礦安全生產(chǎn)三維仿真庫通過(guò)使用最新三維動(dòng)畫(huà)模擬技術(shù)制作,以影視動(dòng)畫(huà)方式再現煤礦職工井上、井下作業(yè)過(guò)程和生活場(chǎng)景。“煤礦安全生產(chǎn)三維仿真庫之事故案例集二”高精度、高仿真性直觀(guān)展示最近幾年來(lái)煤礦職工井下生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的機電事故(共10起)、爆破及爆炸事故(共4起)、火災事故(共4起)、其他事故(共5起),系統的總結了煤礦易發(fā)、常見(jiàn)事故的產(chǎn)生原因和發(fā)展規律,對如何遏制煤礦備類(lèi)事故的發(fā)生提出了有效的防治對策。
本片通過(guò)最鮮明的實(shí)例和最直觀(guān)的教育,來(lái)提高煤礦從業(yè)人員的安全生產(chǎn)意識,可作為煤礦企業(yè)區隊班組在班前、班后會(huì )上進(jìn)行安全事故警示教育的生動(dòng)視頻教材,也可作為煤礦安全培訓教學(xué)的課件使用。
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急傾斜特厚煤層一般采用水平分段綜放的開(kāi)采方法,采空區始終處在工作面上方,這導致回采巷道覆巖環(huán)境復雜,需要對急傾斜特厚煤層綜放工作面的回采巷道支護技術(shù)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的研究。本書(shū)以烏魯木齊礦區急傾斜特厚煤層水平分段綜放開(kāi)采為實(shí)例,著(zhù)重對礦區地質(zhì)構造進(jìn)行分析、同時(shí)對礦區多個(gè)煤礦的回采巷道進(jìn)行模擬、監測研究,基于巷道支護理論特別以堿溝為例進(jìn)行了系統的監測、模擬、設計為一體的巷道支護技術(shù)的研究與應用。
新疆是我國戰略資源儲備區,煤炭預測儲量達2.19萬(wàn)億t,占全國總量的40%,是國家批建的第14個(gè)大型煤炭基地。隨著(zhù)東部資源的枯竭,新疆將是煤炭開(kāi)采的主戰場(chǎng),其定位也從戰略?xún)鋮^轉向生產(chǎn)區。神華新疆公司是疆內最大的煤炭企業(yè),主采的烏魯木齊礦區是急傾斜煤層(45°~87°)的富集區,賦存30多層厚度與層間距不同和環(huán)境復雜的急傾斜煤層。急傾斜特厚煤層由于賦存條件特殊、開(kāi)采特點(diǎn)的影響,傳統的巷道支護設計方法、分類(lèi)及支護體系不適應急傾斜煤層的開(kāi)采條件:上覆多層采空區和頂煤致裂措施影響。巷道穩定性成為影響安全開(kāi)采的重大問(wèn)題,進(jìn)行急傾斜特厚煤層巷道支護設計研究,對急傾斜特厚煤層安全開(kāi)采具有重要現實(shí)及科學(xué)價(jià)值。
烏魯木齊礦區是新疆維吾爾自治區開(kāi)發(fā)歷史最久、產(chǎn)量最大的煤炭生產(chǎn)基地,在整個(gè)礦區范圍內,賦存著(zhù)30多層厚度不同、間距不同的急斜煤層,這種賦存條件在世界上也是罕見(jiàn)的。煤層的急傾斜賦存狀態(tài)是成煤后期地質(zhì)強烈構造運動(dòng)的結果,其賦存和開(kāi)采條件都比其他類(lèi)煤層要復雜,因而一般很難形成較大的生產(chǎn)能力。烏魯木齊礦區從20世紀80年代中期發(fā)展現代放頂煤技術(shù),與國內相關(guān)科研院所合作,全面系統研究了水平分段綜采放頂煤的安全高效開(kāi)采技術(shù),2006~2009年急傾斜特厚煤層綜放開(kāi)采取得了歷史性的突破,生產(chǎn)礦井年產(chǎn)量均超過(guò)了百萬(wàn)噸,形成了急傾斜百萬(wàn)噸礦井群。小紅溝煤礦在工作面長(cháng)度僅有32.0 m條件下,年產(chǎn)量達到108萬(wàn)t;2008年六道灣煤礦年產(chǎn)200萬(wàn)t綜放面和烏東煤礦南采區年產(chǎn)300萬(wàn)t綜放面的工業(yè)試驗取得了成功,創(chuàng )建了同期國內外新紀錄,這些標志著(zhù)神華新疆公司急傾斜煤層開(kāi)采技術(shù)達到了世界先進(jìn)水平。
急傾斜特厚煤層高階段安全高效生產(chǎn)離不開(kāi)回采巷道的通暢。本書(shū)針對烏魯木齊礦區急傾斜煤層綜放工作面回采巷道支護進(jìn)行研究,全面闡述了礦區地質(zhì)構造特點(diǎn)、水平分段綜放開(kāi)采技術(shù)特點(diǎn)與不同傾角條件下巷道變形,綜合運用理論分析、現場(chǎng)實(shí)測、數值模擬等手段,重點(diǎn)以堿溝煤礦巷道支護為例進(jìn)行了巷道支護設計,有效控制了巷道穩定性,實(shí)現了適用于本礦區急傾斜煤層巷道支護的設計規范,促進(jìn)了世界一流的現代化千萬(wàn)噸急傾斜特厚煤層綜放開(kāi)采礦區的高效建設和科學(xué)發(fā)展。
由于作者水平所限,錯誤之處在所難免,希望廣大讀者和專(zhuān)家批評指正。
作者
2013年9月
前言 1
1 緒論1
1.1 概述1
1.2 國內外巷道支護發(fā)展及研究現狀3
1.3 巷道圍巖控制技術(shù)進(jìn)展綜合評價(jià)9
2 急傾斜特厚煤層賦存和開(kāi)采技術(shù)特征11
2.1 急傾斜特厚煤層賦存特征11
2.2 水平分段綜放開(kāi)采技術(shù)特征15
3 急傾斜綜放回采巷道地壓與支護分析20
3.1 神新公司回采巷道支護技術(shù)發(fā)展現狀20
3.2 典型回采巷道支護數值分析32
3.3 急傾斜放頂煤回采巷道地壓顯現特征53
3.4 回采巷道圍巖松動(dòng)圈觀(guān)測結果57
4 急傾斜特厚煤層回采巷道圍巖分類(lèi)61
4.1 我國回采巷道圍巖分類(lèi)研究現狀61
4.2 急傾斜煤層回采巷道穩定性分類(lèi)的指導思想66
4.3 分類(lèi)方案的確定67
5 急傾斜特厚煤層回采巷道支護方案71
5.1 安全高效綜放開(kāi)采對回采巷道支護的基本要求71
5.2 支護設計方法的確定72
6 回采巷道錨桿支護設計方法81
6.1 回采巷道錨桿支護設計技術(shù)流程81
6.2 錨桿支護設計方法82
6.3 基于圍巖穩定性分類(lèi)的設計方法應用84
6.4 回采巷道地壓監測85
7 急傾斜煤層超前預爆工作面巷道穩定性監測與評價(jià)87
7.1 概述87
7.2 堿溝煤礦應用情況87
7.3 小紅溝煤礦應用情況100
7.4 大洪溝煤礦應用情況106
7.5 烏東煤礦應用情況113
8 急傾斜特厚煤層深部巷道支護應用121
8.1 急傾斜煤層深部巷道變形特點(diǎn)122
8.2 巷道圍巖自身穩定性監測及評估129
8.3 巷道采掘布置空間結構穩定性數值分析195
8.4 +518 m水平B1巷道的支護設計218
9 結論222
參考文獻223