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针对露天煤矿边坡稳定性受复杂地质结构控制、变形破坏机理复杂多变、破坏模式多呈复合型等特点,安全分院采用优化开采工艺、边坡地下水疏干减压、抗滑加固等技术,结合多种边坡稳定性监测手段,形成了具有自身特色的露天矿开采(边坡)动态稳定分析与滑坡防治技术,实现了露天矿的安全高效控制开采和边坡变形(滑坡)的综合防治。自2011年至今,该技术已相继在中煤平朔、神华准能、云南小龙潭等公司的大型露天矿推广应用。
安全分院基于现代安全管理理论,遵循安全管理的客观规律,坚持“以人为本、安全第一、风险预控、管理优先、行为控制文化建设”的理念,形成了“以流程管理为核心、以切断事故发生因果链为手段、以PDCA管理为运行模式”的煤矿安全风险预控管理体系,实现了煤矿人、机、环、管的闭环管理,建立安全生产长效机制。截止到2014年8月,该技术已相继在平朔安家岭露天矿和安太堡露天矿、陕煤化集团红柳林煤矿等大型矿井推广应用。
露天地质灾害综合自动监测与预警技术应用北斗BD2(或GPS)工程监测、惯导测斜和数字无线通讯等技术,结合三维激光扫描手段,可实现现场监测数据自动无线数据传输、数据自动分析与灾害预警。截止到2014年8月,该技术已广泛用于矿山边坡(排土场)稳定监测、尾矿坝监测、自然边坡(地质灾害)监测及采空区灾害预警等领域中。图5-12为安装在现场的自动化GPS岩体位移监测站,图5-13为分院自行开发的高大边坡地下位移监测预警软件界面。
近距离水体下(上)采煤技术主要通过覆岩破坏高度探测及井下仰斜孔水文观测,分析评价煤层上覆岩层含水层(体)对煤矿生产的威胁程度,预计覆岩破坏高度、确定合理的防水安全煤(岩)柱类型和厚度,评价水体下采煤的可行性;同时,结合突水系数、“下三带”理论等对矿井底板突水危险性大小进行判断,深入分析围岩结构、采动影响、水压、地应力等因素,提出适当的开采方法及防治水技术措施,确保安全回采。截止到2014年8月,该技术已相继在平煤集团、国电朔州煤业、徐矿集团、伊泰集团等企业推广应用。图5-10所示为采用瞬变电磁法探测“两带”高度结果。
安全分院基于采动裂隙监测及空间渗透率测试、煤与瓦斯协调开发效果评价、采动裂隙时空演化及瓦斯运移规律综合分析等技术,形成了具有自身特色的煤与瓦斯协调开发技术,相继开发出了煤与瓦斯协调开发效果评价软件、新型渗透率测试装备等产品。目前,安全分院在该领域承担着国家重大专项“煤层气与煤炭协调开发模式与评价技术”课题和973课题“煤层群煤与瓦斯共采时空协同机制及技术优化方法”等项目,并已将该技术在晋煤集团等矿区逐步推广,相关研究成果得到了有关部门的认可。
基于应力控制的冲击地压综合防治技术围绕冲击地压灾害发生的内在因素、力源因素和结构因素,以应力控制理论为指导,在深入研究深部煤岩体不同采动条件下应力集中和能量聚集区域时空分布规律的基础上,分析各类防范措施和解危措施对防治冲击地压的作用机理,建立了以控制“力源”为中心的煤矿冲击地压灾害综合防治理论和技术体系。目前,安全分院在冲击地压防治领域承担着973课题“深部煤矿动力灾害的综合防治理论与解危方法”等多项国家纵向项目;同时,结合该技术已相继在河南能化大有能源、山能集团、龙煤集团、神华集团神新公司等多个典型冲击地压矿区成功应用。
围绕浅埋煤层群集中煤柱诱发动载矿压的内在因素、力源因素和结构因素,以损伤力学相关理论为指导,在深入研究浅埋房柱式采空区下层煤采动过程中应力演化和能量转移的时空分布规律的基础上,结合地表沉降监测、围岩应力监测、微震监测等现场手段,分析各类防范措施和解危措施对防治动载矿压的作用机理,建立了以微震预测预报和煤柱爆破治理的综合防治技术体系。目前,安全分院已将该技术在神华集团神东石圪台煤矿等矿井成功应用。