煤屑瓦斯解吸扩散规律的研究对应用解吸法测定煤层瓦斯含量以及预测煤层突出危险性有着重要的现实意义。受煤层地质条件、煤的物理力学性质、钻取工艺等多种因素影响,所取的煤屑会呈现不同的形状,其解吸扩散参数也不尽相同。通过对宏观上可根据肉眼分辨其形状的煤屑的几何形状对煤屑的瓦斯扩散规律的影响进行数学模拟,得出了不同煤屑形状下的瓦...
提出并利用地面钻井孔隙流体压力试验方法对煤层群采动区裂隙发育规律进行研究,并利用地面钻井抽采煤层气试验对此方法进行了验证。研究结果表明,在高度方向上,回采煤层顶板7~43 m范围处于导水裂隙带范围内;底板18 m左右,处于底板裂隙带内;在工作面推进方向上,裂隙在工作面后方120 m处充分发育,120 m以后裂隙逐渐被压实;地面钻井煤层气抽采纯量...
焦煤粉尘具有强黏结性、易泥化等特点。采用接触角法和正向渗透法测定焦煤的润湿性能并优选润湿剂。研究结果表明：不同煤层部位焦煤粉尘润湿性差异较大,中部煤层易于润湿;通过矿井水与蒸馏水的对比试验得出矿井水的润湿效果较好,10种润湿剂的对比试验得出非离子表面活性剂优于阴离子与两性表面活性剂,正向渗透法得出高温时润湿剂有较好的润湿效...
针对防灭火灌浆过程中注浆临界速度难以确定导致管道弯管段振动强烈、容易破裂、震动剧烈等问题,为了保证注浆过程中注浆管道弯管段能安全高效运行,建立了稠化胶体管道输送数学模型,采用ANSYS软件对不同入口速度工况进行了数值模拟,得到了不同入口速度条件下的压力、速度、变形、应力应变分布并确定了注浆临界速度,数值模拟结果与实验实测结果相...
为研究采空区遗煤粒度分布规律对煤氧化升温的影响,将采空区遗煤筛分成5组,分别计算各组筛分的煤样占整体遗煤的概率;然后分别对5组煤样和复合粒径煤样进行升温氧化试验。试验结果表明：采空区遗煤粒度分布密度,随粒径的增大呈现先增加后减少的变化特点;不同粒度的煤样耗氧速率随温度升高呈指数变化;在相同温度下,煤样复合粒度耗氧速率与不同粒...
应用岩石破裂过程分析软件RFPA2D在单轴压缩下对含有单裂隙在不同分布下的岩石试件的破坏过程进行数值模拟研究。结果表明：岩石试件破坏经历了裂隙的压密、微裂纹的萌生和扩展及最终的断裂破坏几个阶段;完整岩石试件的力学性能显著高于含有裂隙的岩石试件。随着裂隙长度的增加,岩石试件的峰值强度逐渐降低,根据其降低趋势,拟合出峰值强度随裂隙...
为了延长某矿服务年限,拟对该矿采用矸石膏体充填开采工业广场保护煤柱,利用理论推导与物理模拟实验相结合的方法对矸石膏体充填时的顶板控制进行了研究。结果表明：首试面进行开采时最大控顶距为9.9 m,采煤进刀步距700 mm,回采推进3刀进行1次充填;采用分体式液压支架控制顶板,工作面推进160 m时,膏体充填开采测得地表下沉211.2 mm,地表下沉系数...
以山西省阳泉市坡头滑坡为例,在详细查明矿区工程地质条件、滑坡变形破坏特征、采空区与滑坡发育的空间位置关系以及采空沉陷规律的基础上,应用FLAC3D数值模拟软件分析了采动影响区外缘第四系黄土覆盖层的应力应变关系、位移变形特征。获得了该滑坡形成的力学机理：黄土滑坡受采空区上覆岩层移动变形控制;采动引起上覆岩层的蠕动对表层黄土的挤...
采用离散元数值模拟方法对青山煤矿同一水平急倾斜煤层群开采后地表沉陷规律、煤层顶底板在重复采动条件下的移动规律进行了研究,分析了地表易产生非连续变形和突发性破坏的机理。在掌握同一水平煤层开采后地表移动规律的基础上,进行地表变形参数评价。提出建议：在模型-300~0 m范围内作为建筑物用地时以开采硬子槽煤层为主,适当增加阶段煤柱;85...
基于光纤光栅传感原理及受力传感特性,设计了一种光纤光栅测力锚杆。在力学分析的基础上,确定了锚杆轴力与光纤光栅中心波长的数学关系,并进行相关力学标定试验。试验结果表明,光纤光栅中心波长偏移量与载荷之间具有良好的线性关系,线性度高达0.994 5,测量精度较高;光纤光栅传感器应力灵敏度系数为0.013 2 nm/k N,和理论分析情况基本一致;从试验...
胡家河矿401101工作面为首采工作面,且煤层具有自然发火性。为了防止工作面在回采期间发生火灾事故,在对工作面采空区＂三带＂实测划分的基础上,计算出工作面最小推进速度为3.75 m/d,并采取了黄泥灌浆为主,注氮、注三相泡沫、汽雾阻化、束管监测和人工观测预报相结合的综合防灭火手段。主要介绍在工作面回采初期、回采期间以及邻近停采线附近3次...
在结点红外测温基础上应用改进谢别德插值法,并借助计算机软件对矸石山地表温度进行计算分析,得出地表高温区域分布;以煤矸石自燃标志性气体浓度为指标,利用多参数气体检测仪对地表高浓度区域进行判定;最后采用＂先疏后密＂的方式施工探测钻孔,逐步锁定矸石山内部火区,从而形成一套完善的矸石山自燃火区判定技术并应用于山西盂县玉泉煤矿。
筛管完孔技术是解决目前我国松软煤层瓦斯抽采难题的重要措施和方法,采用筛管完孔将是自燃特厚松软破碎煤层注水防灭火的重要推广方向,研究了松软煤层注水灭火的技术难点,筛管布孔方式和施工注意事项,结合宝鸡某矿现场试验,形成了一套有效适合井下松软煤层的注水灭火技术。筛管完孔技术与优化筛管布孔方式可对自燃区域煤层有效的导热降温,达到良...
基于义煤集团金鼎矿风井回风大巷高压富水及破碎底板等复杂地质条件,研究了复杂地质条件下钻孔施工技术,并在此基础上对高压富水巷道突水原因进行分析,采用高性能注浆材料对巷道底板进行注浆堵水,对巷道底板突水进行治理。结果表明：巷道底板距寒灰水仅为40 m,在前期钻孔施工影响下,寒灰水被导入底板浅部,在矿山压力和高承压水共同作用下,巷道出...
为解决在沿空留巷巷旁支护体构筑过程中存在的一系列问题,通过对留巷顶板控制、墙体结构形式、承载性能以及施工工艺等进行研究,探讨了预筑大型混凝土砌块组装墙快速沿空留巷技术。研究表明：在工作面前方巷道中沿非采帮预先将混凝土砌块组装成墙,工作面采过后将墙体调整到巷道采空区侧,可实现墙体的快速构筑,并且避免了对生产的影响。墙体由带...
对高瓦斯煤矿双巷掘进时实现甲烷风电闭锁功能的重要性和难点进行了分析,对各类传感器、控制器的布置情况进行了讲述,对甲烷风电闭锁功能在煤矿井下通过监控系统实现的3种方案进行了比较,得出了最佳实现方案,并以KJ90NB煤矿监控系统为例,对中心站软件、分站、断电器等在设计中的注意事项进行了分析,提出了一些煤矿现场使用过程中的注意事项及问...
介绍了一种基于PLC、数据库技术和通信技术的矿用制氮机全自动监控系统。论述了制氮机的硬件组成和所要实现的控制和数据采集等功能。该系统将制氮机控制与状态监测作为一个整体,实现了制氮机的无人值守,达到减员增效的效果。
针对传统的煤矿监控联网技术协议结构繁杂、理解困难、容易出错的缺点,采用XML可扩展标记语言作为煤矿联网协议的数据流载体,充分发挥XML使用方便、可扩展、易读、标准化等特点,使煤矿监控联网系统能够高效、稳定的运行。
根据煤矿主要通风机不允许停车的特点,通过研究电动机并网和PLC控制方法,形成主要通风机工变频自动切换技术,给出了相应的软硬件设计思路和方案;最终实现了不停车情况下备用通风机设备自动投入和工变频供电回路自动切换的功能,提高了整个系统的安全可靠性和自动化程度。
在对煤矿井下避难硐室的防护墙的防护功能进行研究的基础上,确定了防护墙的结构形式,提出了防护墙的施工技术要求,通过防护墙抗爆炸冲击波压力、冲量、矿山压力计算,提出防护墙厚度的计算方式,对避难硐室防护墙的设计具有重要意义。
研究了煤矿井下屏蔽电缆对投切电动机设备电压浪涌的影响,分析了分断电动机过电压的影响因素,并运用电磁理论对采煤机专用屏蔽电缆的电感和电容进行了计算。计算结果和分析表明：采用屏蔽电缆供电比普通电缆供电对降低截流电压浪涌更有效,但降低电压浪涌幅度有限;为提高浪涌抑制效果,煤矿井下机电设备供电电缆应尽可能选用绝缘层相对介电常数大...
潘北煤矿12124工作面为大倾角厚煤层开采且地质条件复杂,在工作面切眼附近存在断层威胁安全生产,为避开断层影响设计了刀把式工作面,在工作面推进一定距离不受断层影响后,采用工作面对接技术使工作面能够连续安全生产以提高生产效率。在进行工作面对接的过程中,合理确定了对接前后工作面的设备选型及液压支架与运输机的准确定位方法,总结出一系...
对于高地应力易自燃煤层,受地应力的影响使工作面上下顺槽维护比较困难,造成停采收作期间比较长,增加了采空区遗煤自然发火的危险程度。为了防止口孜东矿111303工作面遗煤自燃,在自然发火预测预报的基础上,采用超前预埋防火管路,利用灌浆、注氮、注液态CO2、喷注瑞米材料充填等综合防灭火技术,同时对工作面高温氧化区域打钻定点注浆、导孔注凝胶...
余吾煤业S2206工作面进风顺槽由于受到该工作面回采的影响,原有支护条件下围岩变形破坏较严重,为了能够保证巷道的正常使用,通过分析原有支护条件下巷道的变形破坏特征,利用通用离散单元法程序UDEC对提出的各支护加固方案进行优选,最终确定了锚喷注联合支护的加固方案,并进行了现场实施和效果监测。结果表明：采用锚喷注联合加固方案后塑性区显...
以林南仓煤矿三水平东一胶带通路探巷掘进工程为背景,针对膨胀性软岩巷道难以支护的问题,系统分析总结了该类巷道变形破坏特征,并提出了架喷锚注耦合支护对策,即在该类巷道掘进初期大变形条件下采用承载能力较大的U型钢进行支护,配合喷浆封闭围岩,使U型钢受力均匀,最后注浆提高围岩承载能力的支护方案。运用FLAC3D数值模拟软件,对不同支护方案下...
平煤股份四矿三水平回风井工程需穿过丁5-6采空区,该段岩性破碎,且含有大量积水,无法正常施工。针对上述问题,通过采用高压注浆技术、止浆垫防上浮浇筑技术、围岩破碎区段固支等技术,加快施工速度,确保井壁质量,使井筒施工安全通过采空区,大大缩短施工工期,取得显著经济效益。
为了解决坚硬顶板条件沿空留巷工作面顶板悬顶距大,悬顶时间长,围岩应力集中程度大,围岩不稳定的难题,基于定向爆破理论提出顶板预裂沿空留巷方式。该留巷方式采用岩石定向爆破原理控制留巷采空侧顶板的垮落,冒落的大块矸石经喷浆密闭后形成新巷帮,减少巷旁支护成本且明显减轻基本顶的来压强度。根据断裂力学理论推导出顶板预裂单孔装药量q及炮...
锚固剂被广泛应用在煤矿井巷的支护中,但当煤巷中存在大量含水岩层时,普通锚固剂的性能降低,锚固力下降。为此,通过试验对比,选用NS-1不饱和聚酯树脂、XS-1高分子速溶胶粉、促进剂DMT和石粉生产的防水型锚固剂应用于某矿井的多条含水层的巷道支护中,能够满足矿井顶、底板锚固力的要求,锚固力增强,支护效果明显。
针对平煤集团首山一矿深部巷道快速掘进条件下空顶距偏大、空顶时间长、巷道支护困难的问题,通过分析快速掘进下影响巷道围岩稳定性的主要因素,提出了联合主动支护的原则,经数值模拟计算,选择＂锚杆＋肩锚索＂的巷道支护方式。理论与实践证明：实施锚杆锚索联合主动支护、缩短支护工序耗时可在保证巷道掘进速度的同时有效提高巷道围岩稳定性。
深入了解煤田火区火灾气体侵入井下工作面的作用机制对于保证井下工作面安全回采有重要意义。以乌海矿区一受上覆火区影响的典型工作面为研究对象,考虑地形地貌、地表风向风速、昼夜温差、大气压力变化、地层裂隙及火风压对井下通风系统的影响,采用CFD方法研究了煤田火区与工作面之间的气体流动规律,得到了如下结论：过大的通风静压不利于煤自燃...
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