为了研究高压注水后含瓦斯煤体的恒温及升温解吸规律,采用自主研制的吸附-注水-加热-解吸成套实验系统,针对不同条件下含瓦斯煤体的解吸特性,从沁水煤田古城煤矿和高河煤矿现场取样,进行了相应的实验研究,得出含瓦斯煤体在不同注水压力、不同吸附压力和不同温度条件下,其解吸特性的变化规律。实验结果表明：相同吸附压力下的未注水自然解吸,高河...
为解决本煤层准确测定瓦斯抽采有效半径问题,对传统压降法钻孔布置方式进行了改进,提出了＂一抽一测＂的钻孔布置方法。在同一水平高度,分组布置间距不等的抽采孔与测压孔,通过观察测压孔压力变化情况,结合压降曲线确定瓦斯抽采有效半径。现场试验结果表明：随着抽采时间延长,钻孔瓦斯抽采有效半径逐渐增大,抽采12 d时有效半径为1.5 m,20 d时达...
针对穿层水力压裂抽采一体化钻孔封孔技术现场施工难度大、封孔长度不合理等问题,在原有的瓦斯抽采＂两堵一注＂封孔技术基础上,提出改进的适用于压裂抽采一体化钻孔的封孔技术;建立水力压裂条件下囊袋力学模型。通过确定首山一矿己_（15-17）煤层合理的最大水力压裂压力,计算此压裂压力条件下合理的封孔长度;通过FLAC-（3D）数值模拟分析瓦斯抽...
选取煤体试样,采用装备ESG微震监测系统的日本岛津公司生产的AG-I250KN型精密电子万能材料试验机,分析在剪切模式下,煤样强度及变形破坏特征,运用小波包能量谱理论,提取突变信号的频带能量和事件数,获得了煤样剪切条件下的应力应变曲线以及应力应变过程曲线中4个阶段的微震响应特征;在初始压密和弹性阶段,没有微震信号、频带归一化能量为0、事件...
通过镜质组反射率测试、显微组分测定、液氮吸附和等温吸附实验等,对河南中北部典型矿区6种中-高煤阶构造变形煤纳米级孔隙结构和吸附特征进行了研究。结果表明：中-高煤阶构造变形煤纳米级孔体积主要以过渡孔（10-100 nm）为主,而比表面积由微孔（1.5-10 nm）控制。纳米级孔体积、比表面积和过渡孔孔容从脆性变形碎裂煤、碎粒煤到韧性变形糜棱...
为研究以尾砂为骨料、胶固粉为细集料的膏体跳采充填覆岩变形、移动及破坏的规律,以张赵煤矿102采区1021工作面为工程背景,基于相似理论建立相似物理模型,对跳采充填情况下煤柱及充填体稳定性、顶板裂隙发育、弯曲变形规律进行研究。试验结果表明：第1轮采5 m,留15 m煤柱跳采充填开采后,基本顶和直接顶基本稳定,没有变形;第2轮开采煤柱累计长度8...
采用数值计算的方法研究了巷道开挖前残留煤柱初始应力场、位移场分布规律,揭示了窄煤柱宽度对残留煤柱应力场和位移场的影响规律。结果表明：随着窄煤柱宽度的增加,垂直应力、水平应力峰值均向实体煤深部转移,垂直位移、水平位移影响区域呈递增趋势,残留煤柱中部稳定区域呈递减趋势,当窄煤柱宽度≥6 m时,窄煤柱内存在弹性核区,有利于窄煤柱稳定...
鉴于白垩系冻结井筒在开挖后,冻结壁会受砌筑井壁时混凝土产生的水化热影响导致局部升温或融化,而外层井壁也会受到冻结壁低温的作用,产生较高的井壁内外温差,对强度增长不利,且容易产生温度裂缝对井筒安全造成不利影响;运用ANSYS有限元数值分析软件,结合新庄煤矿风立井井筒白垩系地层的实际工况,对冻结法凿井冻结壁与井壁温度场相互作用变化规...
浅埋近距离煤层群上覆岩层受重复采动影响,裂隙叠加发育易形成采空区与地表连通。以典型近距离开采煤层群为例,采用物理模拟实验和数值分析的方法对上、下煤层开采过程中上覆岩层的裂隙演化时空规律和应力分布特征进行了模拟。结果表明：两煤层开挖结束后,裂隙高度呈驼峰式分布,沿倾向和走向方向的两侧上方形成了较为明显的应力集中区;上部煤层...
为了确保近距离煤层联合开采条件下工作面回采的安全,通过理论分析、UDEC数值模拟等手段并结合现场监测数据,研究某矿下煤层工作面回采时的常规错距,并从理论上给出其计算公式。研究表明：近距离煤层联合开采时,不同错距条件下的应力分布规律存在明显差异,最终确定工作面常规错距为45-50 m。
以黑岱沟排土场增高扩容工程为依托,通过现场勘探及实验建立岩土体物理力学评价体系,并结合有限元分析现状边坡变形演化规律,得出该排土场潜在破坏模式为＂坐落滑移式＂。在此基础上提出2种增高方案,经比选后,建议选取方案Ⅱ,即从1260平盘增高2个台阶至1290平盘,1260平盘宽度40 m,1275平盘宽度20 m。最后通过Morgenstern-Price法分析边坡稳定性,...
为了提高突出煤层区域突出危险性预测的工作效率,缩短预测时间,基于钻孔径向稳定场瓦斯压力分布规律建立瓦斯流动力学数理模型,通过能量守恒定律对单位体积瓦斯从钻孔瓦斯源位置流动到钻孔位置的能量变化进行分析,提出穿层钻孔瓦斯流量的平方值可以表示成煤层瓦斯压力的二次多项式形式。依据高鑫煤矿现场实测的10组钻孔瓦斯流量和煤层瓦斯压力的...
由于高头窑煤矿井田内水系较多且较发育,一旦在开采过程中工作面与地表水沟通,将会发生重大安全事故。为防止煤矿发生透水事故,采用经验公式法、类比法及数值模拟法,合理确定了防水安全煤岩柱尺寸。目前水多湖川下首个回采工作面正在安全开采,证明合理的煤岩柱留设及限厚开采达到了预期效果。
为解决刘一煤矿DF27断层附近II66采区回风下山采动影响下的支护难题,利用FLAC2D数值模型,分析近断层采动影响下巷道围岩变形规律及其稳定性影响因素,并提出高强锚网索支护技术。研究结果表明：工作面距离巷道约80 m时,采动应力扰动开始对巷道产生影响,随着工作面不断靠近断层,采动应力对巷道影响加剧,巷道围岩变形速度明显增大。采动应力活化断...
通过UDEC数值模拟研究了＂两硬＂薄煤层采空区煤柱下支承压力分布规律,结果表明：＂两硬＂近距离煤层采空区煤柱下工作面侧向支承压力可达16.1 MPa,沿空留巷巷旁充填体需要具有一定的＂让-抗＂特性。通过理论计算和FLAC-（3D）数值模拟分析确定了巷旁充填体参数,即巷旁充填体宽度为2.0 m,充填体终凝强度不低于25 MPa,通过对该矿88105工作面运输...
对传统光干涉瓦斯传感器的光路系统进行了改进,简化了光路系统,并加入了光电转换部分,使其更适合智能检测仪表的设计要求,并从波动光学理论出发,进一步推导出干涉条纹光强变化与光程差的关系式,以及气体折射率与浓度的关系。最后通过仿真计算得到了干涉条纹,验证了气体浓度与其折射率的对应关系以及气体浓度改变与固定点处光强变化的关系。
为解决煤矿瓦斯抽采钻孔粉砂岩、细砂岩层段三翼内凹PDC钻头钻进效率低、钻头寿命短的问题,对PDC钻头进行了选型并优化设计,通过选用刮刀型PDC钻头,并采用等切削的方法进行钻头布齿,并配套以一定的钻进工艺,在同种地层中取得了较好的钻进效果,解决了钻进效率低、钻头寿命短的问题。
针对王坡煤矿井下无线通讯现状,引入了KT130型矿井无线通讯系统。介绍了系统采用的网络技术和组网结构,阐述了该系统的组成,按生产需要对地面和井下工作面进行了基站分布设计,基本实现了井下采掘巷道内无线信号的全覆盖。通过环网传输的无线信号,增加了系统运行的稳定性。应用效果表明,KT130型矿井无线系统在使用功能上能够取代原有的小灵通通讯...
煤矿井下所有的机电设备开停状态需要实时地通过监控分站接入到监控系统中,进行实时监测;针对现有的开停传感器采用单一的判决门限,在强磁场干扰环境中易发生误判现象、检测电流时放大倍数采用固定方式,容易使得电流太小不能检测,电流太大造成放大信号失去特征信息的问题,设计了一种基于磁感应原理的开停传感器,该传感器具有抗干扰强,且能够自适...
通过对地面立式制浆系统和卧式制浆系统的特点进行比较,从经济和可靠性方面综合考虑,选用地面立式制浆系统进行采空区灭火。通过2个搅拌桶轮流交替制浆和出浆,使制浆系统能够连续出浆,制浆效率较高,合理设计搅拌桶高度和直径使制浆系统与装载机和搅拌器相匹配,能够快速制浆。
为了准确预测冲击地压灾害的危险性,介绍了采场集中应力在线监测系统,系统主要包括传感器组、监测分站、地面交换机、监测主机、远程监测主机5部分,同时阐述了计算机远程综合监控系统在煤矿中应用。根据监测结果,对危险区域实施了卸压工程和加强支护措施,很好地预防了冲击地压事故的发生。
煤矿固体充填开采已经在我国展开,但充填系统还有许多不尽完善之处,通过对充填开采过程中的物料运输及计量系统的研究改造,实现对生产及充填过程中的充填比例实时计算和指导物料配比的及时调整,从而提高采面出煤量和充填效率。
为降低淮南矿区井下揭煤安全风险、缩短揭煤工期,谢一矿望峰岗井首次将空气动力造穴工艺运用到地面钻井掏煤,利用空压机周期性地憋压放喷,通过空气循环洗井,共＂掏＂出干煤粉302.02 m^3,近420 t,瓦斯抽采纯量达47 854 m^3,待揭煤区瓦斯抽采率为〉10%,瓦斯含量和瓦斯压力分别降低了58%和60.8%。综合判定,空气动力造穴掏煤有效降低了石门揭煤风险,...
通过对某煤矿4602孤岛工作面的顶底板及煤层的岩性特征和巷道的应力环境特点的分析,结合该矿的支护现状,利用理论分析和数值模拟的手段,提出高强高预紧力让均压支护设计思路,对该工作面的回风巷进行锚网索支护改革。现场试验结果表明,采用该种方案孤岛工作面高应力环境下的回采巷道实现了稳定支护。
为了查明塔山矿8107工作面上覆侏罗纪古窑采空区探测到的疑似发火区域,通过同位素测氡法探测火区具体范围并定量分析其发展趋势,同时采用工业电视钻孔观测结果定性分析气体侵入可能性。此外,通过在工作面采取一系列防灭火措施后,确保了8107工作面的安全顺利回采。
全岩巷综掘工作面粉尘防治是长期困扰岩巷综掘的主要问题,是煤矿职业危害防治工作的重点和难点。通过在全岩巷综掘施工过程中,依据粉尘分布的特征和综掘机内外喷雾、负压收尘除尘、空气幕封闭抑尘、水幕降尘等综合防尘技术的各自特点,采取多措并举、各取其长、合理配置的有效措施,大幅度降低了工作面粉尘浓度,有效地改善了作业环境。
针对峰峰集团九龙煤矿大埋深高地应力条件以及复杂水文地质情况,以临时变电硐室为研究对象,通过分析硐室围岩的工程地质条件,采用FLAC3D数值模拟软件,揭示了临时变电硐室围岩的位移场及塑性区的分布规律,提出了以＂锚网喷＋锚索＋钢筋梯子梁＂为主的联合支护方案。结合现场实测围岩位移的收敛规律表明,该支护方案能够有效控制深部高应力硐室的大...
采用支架压力在线监测、微震监测、工作面上隅角瓦斯涌出监测等手段,研究了宽沟煤矿B2煤层首采综放工作面坚硬顶板矿压显现特征及控制问题。结果表明：首采综放工作面初次来压步距达到62.2 m,工作面中上部来压剧烈,下部顶煤冒放性差,采用巷道超前深孔预裂爆破不能有效解决坚硬顶板问题,由此实践了工艺巷深孔预裂爆破弱化坚硬顶板,工艺巷爆破后,...
为了解决天池煤矿陷落柱对采煤工作面的影响,提高工作面的采煤效率,以101工作面为例,制定详细的探放水技术措施,对陷落柱进行超前探放水,并制定过陷落柱的可行性方法;通过控制工作面高度,采用采煤机直接割矸和震动爆破的的方法,应用浅截深回采工艺,硬过陷落柱。结果表明：采用硬过陷落柱的方案,保证了工作面的连续推进,节约了费用,提高了煤炭资...
由于隧道衬砌裂缝严重,地下水和大气降水的补给,隧道内经常出现大量涌水,漏水情况严重,并时有落石情况发生,给矿井安全运输造成一定威胁。因此,结合山西天地王坡煤矿柏树底隧道工程实例,采用注浆堵水技术,针对不同涌水情况采取有效的堵漏措施,并改进注浆工艺和设备,有效封堵了隧道涌水,渗水量明显减少,注浆效果显著。
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