矿产资源的开发利用是人类赖以生存、社会赖以发展的物质基础。随着我国矿产资源消耗量大幅度的增长,堆存了大量的尾矿,也带来了一系列环境污染与安全隐患问题,尾矿资源综合利用的工作日益引起高度的重视。结合我国尾矿资源现状评述了当前的利用技术并提出了具体的利用对策。
随着经济发展和环境问题这一矛盾的日益突出,大力发展煤炭洗选加工、高效利用煤炭资源,成为发展的需要,这需要选煤技术和装备的不断进步作为支撑。近年来,国内外选煤设备呈大型化、智能化、高可靠性发展趋势,针对主要选煤设备逐一分析和说明。
针对古书院矿152308"U"形综采工作面开采过程中的瓦斯涌出量较多,特别是上隅角瓦斯超限问题,通过采用合理的顶板走向钻孔抽采瓦斯的技术方法,抽放采空区裂隙带的瓦斯,从而使上隅角瓦斯浓度降低到0.6%以下,保证了矿井的安全生产,为类似条件下矿井瓦斯治理提供了参考。
通过对综采工作面本煤层瓦斯涌出、上隅角瓦斯超标、邻近层瓦斯涌出具体情况的分析,采取采空区埋管抽放瓦斯、煤层顶板高位抽放瓦斯的瓦斯治理方案,保证了高瓦斯矿井生产工作面的安全生产。
贵州响水煤矿12307采面距离地表冲沟过近,为防止在雨季时冲沟水通过裂隙涌入井下,设计采用排洪沟进行防水,通过ANSYS/STUCTURAL软件对地表采动下的排洪沟模型尺寸进行优化研究,从而得到既经济又能达到安全要求的模型参数。
针对顾桥矿深部进风井井筒揭8煤、7-2煤,8煤层埋深955.49~958.34 m,7-2煤在8煤下方6.5 m,属深部井筒。双煤层瓦斯含量与瓦斯压力均超出指标,为保障井筒揭煤安全,提出采用深孔预裂爆破增透技术。取得了良好的增透效果,消除了煤与瓦斯突出危险。
采用FLAC3D应变软化模型,结合顾桥矿11-2轨道下山工业性实验,对深部软岩巷道的围岩分区变化特征和承载机理进行分析,研究表明:在深部软岩巷道中3 m以内的围岩位移变形和应变较大,围岩破坏严重,是支护的主要对象;在3 m以外、12 m以内的围岩应力相对集中,是支护围岩结构的主体,控制位移变形向巷道深部发展,并保护巷道表面的围岩与支护结构共同发挥...
氡迁移是一个复杂的过程,影响因素众多。利用山西安全技术工程中心自行研制的煤自燃与测氡实验台,对其他影响氡迁移的参数进行定量化处理,模拟自燃火区上覆不同多孔介质孔隙率对氡浓度影响的实验。用线性拟合的方法分析了实测孔隙率与氡浓度数据的相关性。
基于FBG传感器的光谱仪具有对矿井甲烷气体进行分析的功能,分析人员借助计算机技术对FBG吸收谱进行寻峰确定FBG波长,通过FBG波长的变化来分析矿井空气的甲烷浓度。提出了一种改进的Gaussian寻峰算法—非匀称采集高斯寻峰算法。实验证明这种改进的Gaussian寻峰算法能较精确地确定峰值位置,提高了甲烷浓度测量的精度。
针对采场高强度围岩活动引起瓦斯异常涌出,造成正常生产的工作面、上隅角和回风巷瓦斯浓度超限的这一现象,以6211(3)工作面为例,利用微震监测技术分析了采场高强度围岩活动的能量频次及发生地点,结合现场瓦斯浓度实测,研究了高强度围岩活动与瓦斯异常涌出之间的关系。
钻孔不易成型、封孔质量难以保证是本煤层下向孔测压不准的主要原因。针对这一问题,提出了本煤层长套管带压封孔测压技术,在测压管和煤壁之间形成三层隔气层,有效避免了钻孔漏气的可能性。此技术在焦作冯营矿进行了井下现场实践,取得了满意的效果。
应用RFPA2D-Flow软件,对影响钻孔瓦斯抽采效果的钻孔直径、抽采时间和抽采负压进行了数值模拟研究,分析了瓦斯抽采过程中煤层瓦斯的径向流动情况。结果表明:增大钻孔直径能够使钻孔周围煤体卸压范围增加,大幅度提高煤层瓦斯抽采效果;随着抽采时间增长,瓦斯抽采效果越好,但抽采效率会降低;抽采负压降低,抽采半径增幅较小,对瓦斯抽采效果影响不大...
通过分析架棚巷道内迎头打孔探放水方法的不足之处,逐步探索出了隔层探放水法,并在1004运输巷中成功运用,消除了上覆采空区积水隐患,确保了掘进回采的安全生产。
基于刘庄煤矿171303超长(面长300 m)、大采高(平均采高5 m)工作面瓦斯赋存和开采特点分析,回采期间瓦斯超限是影响工作面安全高效开采的关键隐患之一。通过对该面产量与瓦斯涌出量的关系预测分析,采用风排瓦斯、高抽巷抽采、上隅角埋管抽采、顺层孔抽采等方法进行瓦斯综合治理,并设计、优化了抽采巷及钻孔布置参数。
在现有通风系统的基础上,结合实际条件,分析3种通风调整方案的优劣点,最终确定全风压与局部通风机相结合的通风方式。实践表明,该项长距离局部通风技术保证了巷道掘进所需的风量,杜绝了掘进工作面瓦斯的积聚和超限现象,实现了长距离巷道的安全掘进。
利用发生过煤与瓦斯突出的工作面的瓦斯涌出量数据进行分形分析研究,研究表明,在没有煤与瓦斯突出的情况下,瓦斯涌出量时间序列具有二维分形分布特征,而且分维值相对较大;在发生煤与瓦斯突出的前一天,分段分维值出现大幅度减小;煤与瓦斯突出前数小时,具有三维分形特征。因此二维分形分布时如果出现分维值大幅度减小,可以作为煤与瓦斯突出的预警...
为了解决近距离煤层群高瓦斯突出煤层回采工作面瓦斯超限难题,在对松河矿井1031回采工作面瓦斯地质赋存分析的基础上,采用"穿层钻孔预抽+本煤层抽采+高位巷抽采+采空区埋管抽采"等瓦斯综合治理技术,使回采过程中工作面瓦斯浓度稳定在0.5%左右,工作面瓦斯抽采率达到80%,解决了近距离高瓦斯突出煤层开采的瓦斯治理问题,确保了回采工作面的安全生产...
阐述了复合型动力灾害发生过程机理,通过具体案例,分析了复合型动力灾害现象;针对复合型动力灾害提出了微震监测、敏感指标预测方法及煤层注水、卸压爆破灾害防治技术。考察效果表明:煤层注水提高了煤体含水量,提高了煤体塑性;卸压爆破解除了应力集中,减小了冲击危险性,同时结合卸压抽放,可以有效地防治复合型动力灾害。
为了消除低透气性高瓦斯煤层的突出危险性,以安阳矿区龙山煤矿25051下底抽巷为研究背景,对穿层水力钻冲一体化增透技术的施工工艺及增透效果进行了研究。工业性试验表明,钻冲一体化卸压增透作业可提高煤层的瓦斯抽采效果,从而解决低透气性煤层开采过程中的瓦斯问题。
对目前国内广泛应用的井下瓦斯抽采、地面钻井瓦斯抽采技术进行了总结和概述,分析其优缺点,并在此基础上分析介绍了国内外一些优秀研究成果,提出高压脉冲水射流及定向水力压裂技术、N2/CO2-ECBM技术、大孔径超长定向钻孔技术及CH4氧化菌微生物技术等瓦斯抽采新技术。
煤体采动导致煤层原始平衡应力发生变化,引起工作面前方支撑压力发生变化,使其上覆岩层发生失稳变形,形成采动应力分布的不同影响区。通过RFPA数值模拟软件,对工作面推进过程中覆岩裂隙动态演化规律进行模拟,得出覆岩随工作面推进的垮落高度及来压步距,同时得到采动影响下煤层底板应力变化与横三区及支撑压力峰值的变化规律。
基于新集二矿A1煤组煤层透气性低,瓦斯压力大的特点,根据高压水射流原理,利用穿层钻孔进行了水力冲孔卸压增透试验。结合煤层含有均厚1 m夹矸层特殊煤层赋存情况,在试验过程中仅部分煤层进行水力冲孔。结果表明,水力冲孔技术在夹矸煤层中可以得到较好的适应,增加了煤层透气性,提高了煤层瓦斯抽采效率。
为了深入研究导水断层对地温场的影响及温度场和地下水流场的耦合机理,以淮北矿区徐广楼井田F38断层为研究对象,利用COMSOL Multiphysics软件模拟分析了其断层带附近地温异常的原因,清晰地反演了导水断层对地温场影响的整个过程。
由于目前淮南矿区简易测温数据的校正工作较少,通过对区内各个井田和勘探区进行近似稳态孔数据的井底温度恢复校正量与井液停止循环时间关系曲线的绘制,拟合出各分区符合实际测温变化规律的指数型函数校正公式,得出淮南矿区简易测温孔校正曲线公式分布图,并对几个勘探区的简易测温孔进行校正。
运用瓦斯赋存构造逐级控制的理论,对贵州省遵义市山盆镇一带煤矿所在区域的地层沉积层序及地质构造演化展布情况进行研究,得出区域瓦斯赋存构造逐级控制特征;在此基础上,结合现场测定可采煤层瓦斯含量及瓦斯压力等大量瓦斯参数,分析了煤层瓦斯赋存规律,确定该矿可采煤层瓦斯主控因素,并建立瓦斯参数预测模型。
高分辨率地震反射波法在煤矿采空区的勘查中越来越受重视,该技术通过在地表激发地震波,该波在向下方半空间传播过程中遇到上下波阻抗(介质波速与密度的乘积)差异较大的界面时,产生相应的反射波,通过追踪被采煤层的反射波,视其在勘查剖面上的变化来确定采空区是否存在,并圈定其边界。
采用钻孔内窥仪完成了围岩松动圈分布规律现场测试,基于松动圈理论给出了文家坡1#运输岩石巷道支护设计,建立了巷道围岩稳定性评价FLAC计算模型,完成了巷道围岩变形规律FLAC预测分析,制定了围岩变形现场监测方案。
在新疆和什托洛盖煤炭资源调查项目中,采用二维地震勘探正演和波阻抗反演等手段,通过分析煤层结构和反射波特征,综合运用钻探、测井等地质资料,解释了煤层赋存范围、构造形态;并且提出了全区煤层对比方案,提高了煤层对比的可靠性。
通过实地探测皖南地区煤层剖面及进行的粒度分析,并综合利用煤沉积学及地质学相关知识,结合皖南地区各煤田的沉积环境、沉积基底、成煤条件、地质构造和聚煤特征,分析了地面水赋存条件下皖南地区龙潭组的沉积环境及演化规律,同时,对地下煤层聚集的特征进行了分析。
通过大比例尺相似模拟试验台对王庄矿综放沿空留巷进行相似模拟,试验表明:综放沿空留巷在采用传统锚杆设计方案时,巷道破坏严重,锚杆在巷道大变形情况下发生剪切破坏,通过调整顶板锚杆倾角可以改变锚杆的受力状态,有效改善顶板的支护效果,达到围岩稳定、留巷效果好的目的。
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