为了更好地研究仅瓦斯压力作用下煤的爆碎特征,使用自主研发的煤样爆碎装置对红阳二矿1203工作面的煤样开展了不同瓦斯压力条件下的模拟实验,并运用Weibull分布函数对实验数据进行分析。研究表明:该煤样发生爆碎的临界值在0.5~0.7 MPa之间;实验所得碎煤粒径服从威布尔分布,其回归曲线为一次函数,且线性回归良好,并可求得碎煤粒径分布的具体函数...
为研究孔隙压力和吸附作用单独引起的煤体变形效应,利用固流耦合试验装置,在恒温恒压条件下测量不同孔隙气体(Ar、CO2、CH4)及孔隙压力条件引起煤体的轴向变形及侧向变形。研究发现:孔隙压力和吸附作用单独引起的轴向和侧向变形都随孔隙压的增大而增大,轴向应变大于侧向应变;孔隙气体引起的煤体有效应力系数α由孔隙压物理力学作用和吸附化学作用...
基于考虑煤岩膨胀应力作用的有效应力原理,建立了考虑由瓦斯压力引起的煤基质变形和有效应力耦合效应下的煤储层渗透率动态变化模型,以煤岩变形的应力场方程和煤层瓦斯渗流方程为桥梁,构建了煤层气抽采的多物理场耦合模型。以沁水盆地南部二叠系山西组3#煤层为地质模型进行应用分析,运用Comsol Multiphysics多物理场数值模拟软件,对不同煤层参数...
介绍了可控冲击波技术在保德煤矿的煤层增透先导性试验。试验设计了1个试验孔,2个近区观测孔和2个远区观测孔,对作业有效增透区域进行分析。试验结果表明:试验孔近区1号和2号观测孔瓦斯抽采量显著增加且呈明显的递增趋势,远区3号和4号观测孔瓦斯抽采量虽显著增加但递增不明显;揭示可控冲击波作业后裂隙场在近区发育丰富,远区相对较少的增透特点;...
煤矿隔爆密闭墙是保障采空区安全的重要设施,为保证矿井安全生产并为密闭墙设计提供科学依据,以山西某矿隔爆密闭墙为研究对象,通过球形爆炸测试装置进行密闭的抗暴压力实验,得出爆炸室内最大理论压力;并基于Fluent软件进行瓦斯爆炸冲击压力的数值模拟分析,得出瓦斯煤尘爆炸对密闭墙的最大冲击压力,以验证其安全性。结果表明,爆炸实验与数值模拟...
呼吉尔特矿区侏罗系深埋煤层顶板水害威胁区内矿井安全,开展覆岩导水断裂带高度研究尤为重要。以巴彦高勒煤矿为例,通过理论计算、数值模拟、相似材料模拟、现场实测等手段,对矿井3^-1煤层首采工作面进行顶板导水断裂带高度分析研究。结果表明:理论计算及方法存在一定的缺陷,不适用于本矿井导水断裂带高度预测;单回路双胶囊封堵压水测试方法在现...
为研究孤岛工作面开采引起的微震活动规律,提高煤岩动力灾害监测预警的时效性,以余吾煤矿N1202综采放顶煤孤岛工作面为工程背景,采用现场微震监测和理论分析的方法,从震源定位、能量、事件数及矩震级等方面,对工作面矿震发展过程的微震活动进行了研究,获得了微震信号的变化规律;引入分形理论,提出了微震活动的能量分形分析方法,验证了采动引起的...
为确定田庄煤矿15上煤层开采覆岩导水断裂带的发育高度,以15101工作面为例,采用FLAC3D数值模拟软件建立采场模型,将应变能破坏准则作为导水断裂带扩展判据,从能量的角度确定断裂带塑性区发育范围,对矿井开采引起的煤层顶板覆岩运移规律进行模拟。提出基于应变能破坏准则判定数值模型塑性区范围的新方法,通过分析塑性区破坏范围,确定导水断裂带高...
为研究岩-煤组合体试样蠕变强度特性,制备了岩煤高比为1∶1的砂岩-煤组合体试样,分别进行了应力水平加载时长为2 h和6 h的分级加载蠕变试验,探讨了组合体试样蠕变强度与单一煤样蠕变强度的关系。结果表明:随着应力水平加载时长的逐渐增大,岩-煤组合体试样的蠕变强度、蠕变系数整体呈逐渐降低的趋势;A组组合体试样(应力水平加载时长为2 h)的平均...
基于相似模拟试验对地质研究的重要性,以石英砂、石灰和石膏为配比原料,通过正交设计与极差分析结合的方法,以砂胶比、灰膏比、养护天数作为控制因素,研究了各个因素对相似材料力学参数敏感性影响。结果表明:砂胶比对材料密度的影响要大于灰膏比对密度的影响;抗压强度随着砂胶比增大会显著降低,随着灰膏比增大会缓慢降低,养护天数对抗压强度的影...
针对长壁采空区空隙分布存在的问题,通过相似模拟实验、理论分析,得到了采厚分别为6、8、12 m时,长壁老采空区压缩区和拉伸区采动孔隙分布的采厚效应,当采厚由6 m增长到8 m再增长到12 m,压缩区垮落带采动裂隙碎胀系数及孔隙率随采厚增加先增大后减小,但总体上采动裂隙碎胀系数趋于1.1,孔隙率趋于0.1。压缩区断裂带孔隙率接近0.05;拉伸区不仅存在...
为研究煤岩破坏产生的声电信号时域特征及与应力间关系,进行了多种煤样的单轴压缩试验,采集了煤样受载破裂全程的声电信号,统计分析了2种信号的振铃计数和能量参数,研究了电磁辐射信号幅度与应力降之间的关系。结果表明:煤体受载破坏过程中会伴随明显的声发射和电磁辐射信号,电磁辐射相对较少较弱,声电信号的幅度、计数、能量在时域上有很好的一...
研究针对唐口煤矿的3煤顶底板孔隙砂岩渗水问题,以砂岩的微孔隙为重点研究对象,通过光学、电镜扫描分析测试实验,探究微孔隙砂岩的成分,同时运用数值模拟手段分析砂岩的微孔隙渗流,并结合唐口煤矿深井的3煤顶底板工程渗水案例,阐述砂岩微孔隙渗水过程。结果表明:密实砂岩渗流主要是微孔隙渗水,孔隙水压力和喉道直径是影响渗流的主要因素;提出3煤...
将FBG和PPP-BOTDA技术联合应用于室内锚杆拉拔试验,并通过ANSYS数值模拟对试验结果进行验证。结果表明:FBG和BOTDA传感器测得不同拉拔载荷下锚杆轴向应力均呈"负指数分布",且载荷影响的范围主要集中在距孔口55 cm以内区域,与数值模拟得到的结果基本一致;FBG-BOTDA联合感测技术既能精确获取关键点的受力情况,又能全面监测锚杆的受力区域以及应力...
为了探究深部巷道围岩裂隙随着巷道掘进的时空演化规律,以滨湖煤矿16112材料巷道为工程背景,利用ZKXG30钻孔成像仪,在巷道掘进过程中,对巷道顶板及帮部煤岩体进行钻孔探测;定量化分析顶板钻孔煤岩体结构面分布特征,对不同位置顶板破碎情况进行评价,获得了16#煤层巷道围岩裂隙时空演化规律。结果表明:随着巷道掘进,围岩松动圈呈现初期扩展,后期缩...
为了研究不同膨胀剂对复合水泥封孔材料性能的影响,通过实验对比分析了不同比例钠基膨润土、铝粉掺入量对试样极限抗压强度、膨胀率、渗透率的影响。结果表明:钠基膨润土比例的增加显著降低了试样的极限抗压强度,铝粉比例的增加对试样强度影响不明显;随着不同膨胀剂比例的增加,试样的膨胀率均提升3倍以上;试样渗透率与进出口气体平均压力的倒数...
采煤工作面采空区漏风是导致煤氧化自燃的重要原因之一。为了解决龙王沟煤矿61601工作面在推采过程中存在两巷垮落困难,导致采空区漏风严重的的问题,提出了囊袋充填塑性材料技术;对塑性材料进行了配比实验,封堵漏风性能及塑性实验研究,得出了塑型封堵材料的最佳配比参数,证明了其具有良好的密封性及可塑性。现场应用结果表明,囊袋塑性封堵漏风技...
利用理论分析和现场实测的方法研究了瓦斯涌出异常的影响因素及瓦斯涌出异常预警技术的实现流程。针对乌东矿瓦斯突出特征与规律,运用了大数据技术研究监控监测总体数据,研究了适合乌东矿的瓦斯突出预警指标体系中的趋势预警指标,并建立了乌东矿瓦斯涌出异常的数据模型,实现了工作面及掘进面瓦斯突出危险性的实时智能预警,在乌东矿的应用效果验...
针对同位素测氡法大范围探火工程量大、耗费时间长、易受气象因素制约等缺陷,通过研究氡的子体钋的相关特性,提出了探测煤矿采空区自燃火源的同位素测钋法,阐述了测钋法的原理和具体方法。同时,将该方法应用于内蒙古伊泰集团凯达煤矿采空区自燃火源探测实践。结果表明:与同位素测氡法相比,同位素侧钋法具有操作简便,工程量小,较少受气候条件限制...
为解决深井大断面双巷布置回采巷道二次采动期间围岩控制问题,以刘庄矿6203工作面回风巷为工程背景,根据现场实际观测情况分析了巷道变形特征,即回采期间巷道变形表现为底鼓量大于顶板下沉,煤柱帮变形远大于实体煤帮的非对称形态,巷道底板及煤柱帮围岩变形最严重。在此基础上分析了护巷煤柱、围岩应力、围岩强度、支护形式对巷道底鼓的影响,认为...
为解决新元煤矿多巷布置充填留巷动压巷道围岩变形严重问题,采用现场监测巷表面位移变化特征、超前支承应力变化规律及数值模拟巷道塑性区的变化规律,并根据原有支护形式的不足,提出适合多巷巷道大变形问题支护优化方案,并在井下进行优化补强支护工业性试验。实测结果表明:巷道围岩在进入超前支承压力影响范围后开始变形,但变形量不大;原支护方...
为解决鲁村煤矿东Ⅳ区主下山在超前支承压力影响下巷道变形剧烈的难题,综合采用理论计算、钻孔窥视、数值模拟和现场巷道变形观测等方法对围岩松动范围进行确定,对原有巷道支护方式进行优化设计。得出超前支承压力作用下主下山围岩松动范围为2.12m,在此基础上优化设计的"锚网(索)+钢带"支护方案能有效控制巷道围岩变形,满足现场生产需要。经工程...
6143工作面是花山矿首个最长的大倾角大采高综采面,安装技术难度大、安全隐患多、安装工期长。为确保安全、快速安装,充分利用切眼倾角大支架可自滑及切眼无立柱的锚网索支护宽阔空间,采用切眼内横式快速安装技术。该项技术的关键是用主副绞车牵引、横式下架,滑溜卸车,消除了传统的纵向下放安装支架需正反旋转90°,保障了大倾角斜面上操作人员安...
赵家寨矿12209下付巷沿空留巷施工流程包括"扩巷-充填",通过理论分析计算,确定充填墙尺寸为2.2m,使用FLAC3D软件模拟扩巷尺寸为2.5、3.0、3.5、4.0m时巷道位移及围岩塑性区分布情况,确定12209下付巷扩巷尺寸为3.5m。提出4种扩巷后支护方案,确定"锚杆+锚索+液压抬棚"为最优方案,并在现场取得了成功应用。
针对煤矿传统视频监控存在零散孤立、画面局限、利用率低、关联性差等诸多问题,通过研究监控视频和三维模型的贴图融合技术,使原本碎片化的实时监控视频在一个整体场景中360°全景立体监控,实现虚拟模型与实时监测的有机结合。360°全景立体监控帮助用户迅速纵览矿山全局,提升了安全保障能力和监控追溯效率。
以唐口煤矿930采区矸石充填工作面实际生产为例,分析了首采面采用升降平台承载底卸式刮板输送机的机头、机尾驱动部存在的问题,提出具体的改进方法与措施;介绍了矸石充填工作面轨道巷端头支架改造方案与轨道巷端头支架新设计方案,详细说明了底卸式刮板输送机端头采用吊挂式的结构特点,系统总结了上述布置方式的优点。实践表明,改进后的方案解决...
为解决车载钻机起下钻过程中工人劳动强度大、效率低、易造成安全隐患的难题,研制了一款全液压自动换杆装置。通过升降装置将钻杆抬升至给进机身钻杆托盘上,机身与底座、夹持器等配合车载钻机动力头完成加卸钻杆工作;操纵台安装于底座平移支腿两侧,形成了功能分割,实现了减员增效。针对现场工业性试验中动力头主动接头与钻杆对接烧扣的问题对夹...
漏电是煤矿井下IT供电系统绝缘水平降低引起的常见故障形式之一,设计了一种直流检测型漏电保护电路,该电路将反映绝缘程度的漏电电流转换为电压值进行绝缘性能检测,并对电网发生各种漏电故障,进行电网对地绝缘阻值的整定,最后给出了本保护电路动作电阻值计算。
设计基于差分定位(Differential Global Position System,DGPS)与4G网络的储煤场车辆管理云平台系统。以STM32F407为主处理器,在DGPS与4G网络的基础上,设计实现多功能终端的软件系统;利用Java技术,开发车辆管理平台远程软件系统;多功能终端能够实时获取差分定位信息,实现车辆信息查询以及本地呼叫等功能;远程车辆管理平台能够监督储煤场内车辆的...
为了探究接线空腔对隔爆型电动机爆炸压力的影响,利用防爆测试系统以YBF3-225M-2(660/1140)风机用隔爆型三相异步电动机为试验对象,对其进行甲烷爆炸试验。结果表明:该电动机在旋转状态前端盖点火时接线空腔处的爆炸压力值最大,为0.432 MPa,上升时间为50ms。建议带有接线空腔的隔爆型电动机进行爆炸压力测定时应在接线空腔增设测压点。
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