为了实现带式输送机机尾滚筒的自动清理,提高综掘工作面的机械化程度,分析了目前煤矿井下综掘工作面中带式输送机机尾滚筒处的积淤和抛洒物产生的原因,指出了存在的安全隐患,提出了采用输送带清淤装置解决该问题的思路,阐述了输送带清淤装置的工作原理,针对某种型号的带式输送机机尾滚筒进行了相关的设计计算及马达选型,介绍了清淤装置的结构设计思路及其结构特点,加工制作了清淤装置样机。地面及井下试验结果表明清淤装置达到了预期的功能,为带式输送机机尾滚筒处积淤和抛洒物的清理提供了一种有效解决方法。

为克服在采动区主断面位置设置地表移动观测站的环境制约性,使观测站的设置既少占农田又能较好的获取地表移动参数,采用在非主断面位置设置观测站的方式,从理论可行性、选址方法和概率积分法求取预计参数3个方面,研究了利用非主断面观测站的观测结果,求取矿区开采影响地表移动预计参数的方法。通过在实际工程中的检验与应用,证明在地表任意一点受开采影响所发生的位移,都能反映本矿区因开采引起的地表移动与变形的规律,对观测站合理的选址,利用逐步趋近的方式求取概率积分法的移动变形预计参数,可以有效地解决观测数据受地形条件、多工作面重复采动影响的问题,达到与主断面观测站相同的效果,较好地获得矿区开采引起的地表移动规律。

为了对霍州矿区煤巷围岩稳定性进行分类,采用基于模糊等价关系的动态聚类分析法将样本巷道分为5类;选择煤巷顶板强度、底板强度等8个指标来作为分类评判指标,运用5标度的层次分析法对8个分类指标进行权重分配。以分类结果为基础,提出霍州矿区每类巷道的合理支护对策;并基于C语言编制了分类程序以便于分类计算方便、快速、准确。研究结果表明,将模糊综合聚类法和层次分析法应用于煤巷围岩稳定性分类效果良好,分类结果符合实际需求;以分类结果为基础,对每类巷道提出合理支护对策,为现场施工提供有效指导与参考。

基于低阶煤表面含氧官能团多,疏水性差,煤泥难以浮选的问题,实验室条件下自行设计油泡分选系统,通过试验研究探讨低阶煤煤泥油泡浮选提质的可行性。常规浮选试验研究表明:当煤油用量低时,可燃体回收率低,浮选指标差,只有加入大剂量如100 kg/t的煤油时,才能取得较好的浮选指标。采用烃类油闪蒸技术制造油泡,可以有效地对低阶煤煤泥进行分选,捕收剂耗量大幅降低,且浮选指标好;捕收剂用量为2.5 kg/t时,大柳塔煤泥精煤产率为82.38%,灰分为8.26%,石圪台煤泥精煤产率为69.28%,灰分为11.14%。通过油泡浮选技术对低阶煤煤泥进行浮选提质,将为低阶煤煤泥的资源化利用探索提供参考。

为了解决济阳煤矿轨道石门过奥灰水断层时大断面巷道施工难题,根据工程类比,在确定初步支护方案的基础上,采用数值模拟方法对承压水威胁下大断面巷道的围岩稳定性进行了研究,优化了施工工艺和支护结构。结果表明:多层次的注浆加固增强了破碎围岩的整体性,减弱了开挖引起的围岩扰动;采用优化的支护方案后巷道顶板下沉量最大值为84 mm,且底板无突水威胁;结果证实以超前探测为先,以超前注浆和锚网梁为基础的喷棚注锚联合支护体系,能有效控制过奥灰水断层大断面巷道的围岩变形,充分发挥了围岩-支护共同作用,确保在过导水断层时大断面巷道施工安全。

针对厚松散层提高回采上限而导致综采工作面易压架的现象,采用理论分析、FLAC3D数值模拟和现场实测对谢桥煤矿1202(3)提高回采上限综采工作面围岩应力分布、覆岩运移及支架受力、变形特征进行分析。研究结果表明:受煤层倾角、覆岩结构和缩小防水煤柱影响,沿工作面倾向的支承压力、覆岩运移等具有非对称分布特点;提高回采上限使得基岩厚度变小,是影响支架选型及工作面安全回采的关键因素之一;当基岩厚度与松散层厚度比值小于0.1时,支架工作阻力和顶板下沉量的关系曲线呈双曲线特征;当基岩厚度与松散层厚度比值大于0.1时,关系曲线接近于线性特征;在开采上限的合理范围内,液压支架工作阻力与基岩厚度成反比关系。揭示了厚松散层下提高回采上限开采覆岩运移的非对称性及其对支架-围岩关系的影响,为上提工作面支架选型、围岩稳定性控制提供了参考。

为了提高预报各种小型地质构造的准确度,在沁水煤田南部煤矿井下开展多种电法、震波法和两种方法组合的地球物理勘探试验研究,以某矿的一次成功实践为例,介绍了综合物探的实施过程和解释方法。大量实践研究结果表明:对物探信息的合理解释需建立在对地质采矿资料和地层物性特点分析的基础上;单一电法或震波法预报的准确度偏低。井下探测隐伏小型陷落柱,采用瞬变电磁法和矿井震波超前探测组合技术,可以有效地避免对物探资料的多解性,提高准确度;无水陷落柱在瞬变电磁法视电阻率拟断面图中一般表现为近似环形,阻值高于周围正常岩体而陷落柱在矿井震波超前探测深度偏移剖面中有较明显的反映,位置误差较小。