煤礦安全生產三維仿真庫通過使用最新三維動畫模擬技術制作,以影視動畫方式再現煤礦職工井上、井下作業過程和生活場景。“煤礦安全生產三維仿真庫之事故案例集一”高精度、高仿真性直觀展示最近幾年來煤礦職工井下生產過程中發生的機電事故(共7起)、頂板事故(共9起)、通風事故(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、常見事故的產生原因和發展規律,對如何遏制煤礦各類事故的發生提出了有效的防治對策。
煤礦安全生產三維仿真庫通過使用最新三維動畫模擬技術制作,以影視動畫方式再現煤礦職工井上、井下作業過程和生活場景。“煤礦安全生產三維仿真庫之事故案例集二”高精度、高仿真性直觀展示最近幾年來煤礦職工井下生產過程中發生的機電事故(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、常見事故的產生原因和發展規律,對如何遏制煤礦備類事故的發生提出了有效的防治對策。
本片通過最鮮明的實例和最直觀的教育,來提高煤礦從業人員的安全生產意識,可作為煤礦企業區隊班組在班前、班后會上進行安全事故警示教育的生動視頻教材,也可作為煤礦安全培訓教學的課件使用。
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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進行專門的研究。本書以烏魯木齊礦區急傾斜特厚煤層水平分段綜放開采為實例,著重對礦區地質構造進行分析、同時對礦區多個煤礦的回采巷道進行模擬、監測研究,基于巷道支護理論特別以堿溝為例進行了系統的監測、模擬、設計為一體的巷道支護技術的研究與應用。
新疆是我國戰略資源儲備區,煤炭預測儲量達2.19萬億t,占全國總量的40%,是國家批建的第14個大型煤炭基地。隨著東部資源的枯竭,新疆將是煤炭開采的主戰場,其定位也從戰略儲備區轉向生產區。神華新疆公司是疆內最大的煤炭企業,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、開采特點的影響,傳統的巷道支護設計方法、分類及支護體系不適應急傾斜煤層的開采條件: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采的重大問題,進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采具有重要現實及科學價值。
烏魯木齊礦區是新疆維吾爾自治區開發歷史最久、產量最大的煤炭生產基地,在整個礦區范圍內,賦存著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的。煤層的急傾斜賦存狀態是成煤后期地質強烈構造運動的結果,其賦存和開采條件都比其他類煤層要復雜,因而一般很難形成較大的生產能力。烏魯木齊礦區從20世紀80年代中期發展現代放頂煤技術,與國內相關科研院所合作,全面系統研究了水平分段綜采放頂煤的安全高效開采技術,2006~2009年急傾斜特厚煤層綜放開采取得了歷史性的突破,生產礦井年產量均超過了百萬噸,形成了急傾斜百萬噸礦井群。小紅溝煤礦在工作面長度僅有32.0 m條件下,年產量達到108萬t;2008年六道灣煤礦年產200萬t綜放面和烏東煤礦南采區年產300萬t綜放面的工業試驗取得了成功,創建了同期國內外新紀錄,這些標志著神華新疆公司急傾斜煤層開采技術達到了世界先進水平。
急傾斜特厚煤層高階段安全高效生產離不開回采巷道的通暢。本書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行研究,全面闡述了礦區地質構造特點、水平分段綜放開采技術特點與不同傾角條件下巷道變形,綜合運用理論分析、現場實測、數值模擬等手段,重點以堿溝煤礦巷道支護為例進行了巷道支護設計,有效控制了巷道穩定性,實現了適用于本礦區急傾斜煤層巷道支護的設計規范,促進了世界一流的現代化千萬噸急傾斜特厚煤層綜放開采礦區的高效建設和科學發展。
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 國內外巷道支護發展及研究現狀3
1.3 巷道圍巖控制技術進展綜合評價9
2 急傾斜特厚煤層賦存和開采技術特征11
2.1 急傾斜特厚煤層賦存特征11
2.2 水平分段綜放開采技術特征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發展現狀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 回采巷道圍巖松動圈觀測結果57
4 急傾斜特厚煤層回采巷道圍巖分類61
4.1 我國回采巷道圍巖分類研究現狀61
4.2 急傾斜煤層回采巷道穩定性分類的指導思想66
4.3 分類方案的確定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