厚煤层沿空留巷变形漏风机制及多元协同防治技术

为解决厚煤层沿空留巷墙体变形机理及采空区漏风流场不清、瓦斯防治效果不佳的问题,以山西沁城煤矿20107工作面为工程背景,采用力学建模、理论分析研究了沿空留巷顶板断裂位置对应力集中及传播路径的控制作用,并指出断裂线位于留巷外侧时,可有效转移支撑应力并卸压,并提出了分段压裂切顶关键位置的计算方法。采用单元法实测,从采空区漏风量分布及留巷漏风通道两方面,揭示了沿空留巷采空区漏风流场及瓦斯浓度分布规律,进而提出了沿空留巷采空区瓦斯多元防治技术,即采用定向钻孔分段压裂切顶卸压-强化瓦斯抽采超前协同共治为主,弱化转移顶板来压避免墙体变形产生裂隙漏风的同时提高采空区瓦斯抽采效率;采用硅酸盐复合材料对已有墙体裂隙发育区(顶板交界处、插管外壁周围)进行喷涂堵漏,封堵留巷漏风通道;辅以留巷插管参数优化及控风降压,进一步减小采空区漏风及瓦斯涌出,并通过现场考察验证。研究结果表明:①20107采空区漏风以运输巷进风流正压漏入为主、回风侧以高浓瓦斯漏入沿空留巷为主,工作面倾向0~36 m区段正压漏风量332.84 m^(3)/min,占工作面总体漏入采空区风量(572.15 m^(3)/min)58.17%;留巷走向54~108 m区段留巷漏入风量408.45 m^(3)/min,占采空区总体漏入沿空留巷风量(469.01 m^(3)/min)87.09%;②优化后,裂隙带定向钻孔(压裂孔+抽采孔)平均瓦斯抽采纯量为7.46 m^(3)/min,压裂切顶后留巷墙体变形、裂隙控制大幅改善,沿空留巷平均瓦斯体积分数由原0.59%逐渐降至0.34%,实现工作面高效达产。

水淬高炉矿渣还原性对高硫尾砂氧化过程的影响探索研究

尾砂是选矿厂在特定的经济技术条件下,将矿石磨细,选取有用成分后排放的废弃物,是我国排放量最大的工业固废。尾砂的大量堆存不仅会形成安全隐患,还会引起占用土地、污染土地和水体等问题。利用尾砂进行矿山充填是实现尾砂大宗量消纳处置的有效途径。高硫尾砂一般指硫元素含量大于8%的尾砂,由于高硫尾砂氧化生成的硫酸根达到一定浓度后就会对水泥的硬化过程有破坏作用,导致高硫尾砂在矿山充填中的利用率较低。找到抑制高硫尾砂氧化的方法是降低高硫尾砂环境污染、提高高硫尾砂充填利用率的途径之一。本文通过开展高硫尾砂氧化试验,对水淬高炉矿渣的还原性对高硫尾砂氧化过程的影响开展了探索研究,通过观察试验结果,结合理论分析和其他学者的研究成果,可以得出结论:①高硫尾砂在水中可以发生氧化反应,主要反应过程为黄铁矿(FeS2)等硫化物与水和水中的溶氧反应生成硫酸根和氢离子;②矿渣微粉对高硫尾砂的氧化过程有抑制作用,可以显著减缓水中高硫尾砂的氧化速率;③矿渣微粉具有还原性,还原性来源是高炉中的还原性气氛,还原性的物质承担者是其中低价态的硫;④矿渣微粉抑制高硫尾砂氧化速率的原因是矿渣中低价态的硫优先与水中的溶氧发生反应,降低了高硫尾砂中硫化物的氧化速率。

分段留巷Y型通风采场瓦斯与流场分布三维实测与重构

为掌握分段留巷Y型通风工作面流场及瓦斯浓度在三维空间上的分布规律及采空区高瓦斯浓度区域分布范围,采用现场试验、数值分析和理论分析的方法,分别在检修班和采煤班对工作面、沿空留巷内的流场和瓦斯浓度进行了三维实测,同时借助自主研发的"一种采空区瓦斯浓度区域分布三维实测装置"对靠近留巷侧采空区瓦斯空间分布进行了三维实测和重构。研究结果表明:两进风巷道在靠近工作面煤壁交叉口拐角处风速减小而瓦斯浓度升高,工作面内高瓦斯浓度区域为靠近煤壁上方区域和与沿空留巷交叉口靠近采空区侧,沿空留巷内靠近采空区上角位置瓦斯浓度较高;近留巷侧采空区在距工作面垂直距离35~45 m和距沿空留巷垂直距离25~50 m范围内的采空区上部空间形成瓦斯集聚;工作面采用Y型通风方式时,工作面上隅角瓦斯集聚的问题能够得到很好的解决,但在靠近留巷的采空区内部一定范围内形成高瓦斯浓度区域。

溶剂对相转移催化合成烯丙基缩水甘油醚的影响

加入适量的非水溶性溶剂(苯、环己烷、正己烷)和少量的水溶性溶剂(THF、甲醇、乙醇)可显著提高液-液相转移催化合成烯丙基缩水甘油醚的产率。当反应温度60℃,n(丙烯醇)∶n(环氧氯丙烷)∶n(NaOH)∶n(四丁基硫酸氢铵)=1.0∶2.0∶2.0∶0.01,每摩尔丙烯醇中加入120 mL苯和25 mL THF,反应时间1 h时,产品的产率大于86%,环氧值为0.866,质量分数为96.5%。采用液-液相转移催化,操作简单,条件温和,NaOH溶液加料容易。

突出易自燃煤层切顶卸压复合灾害治理技术研究

针对突出易自燃煤层切顶卸压自成巷工程中面临的煤层瓦斯-火协同治理技术瓶颈,以沙曲二矿3402工作面为研究对象,采用了理论分析、数值模拟及现场工程实践相结合的研究方法,研究了突出易自燃煤层切顶卸压关键技术参数,分析了巷道围岩应力、位移场分布特征,探究了在该地质条件下煤层瓦斯-火的协同防控机理,研究结果表明:巷道切顶角度为15°,切割缝长度为6 m时,卸压后实体煤侧应力集中区应力峰值最小,且顶板岩层位移最小。留巷段喷涂高分子堵漏材料可切断采空区瓦斯越流通道,使其回风流瓦斯浓度稳定在0.36%~0.41%;优化顶板瓦斯抽采钻孔及采空区埋管参数可实现高效抽采;向采空区内喷洒雾化阻化剂后,其内未检测出自然发火标志性气体,形成了复杂地质条件下“以防为主、防灭结合、高度协同”防控思路及堵-抽-注协同治理技术。

降低污染负荷的制浆工艺

以佳木斯造纸股份有限公司现有和将来的制浆系统为基础，叙述了硫酸盐法未漂浆降低污染负荷的制浆工艺。

采空区瓦斯体积分数区域分布三维实测装置研制与应用

为掌握采空区高瓦斯体积分数区域空间分布范围,自主研发了一种采空区瓦斯体积分数区域分布三维实测装置,其主要由采气头、采气管、瓦斯流量监测装置、集气装置和瓦斯体积分数检测仪组成,可实现对采空区不同空间区域内瓦斯体积分数的三维实测,并成功将该装置运用于现场,对Y型通风靠近留巷侧采空区瓦斯空间分布进行了三维实测。现场实测结果表明:分段留巷Y型通风条件下,近留巷侧采空区在一定空间范围内出现瓦斯集聚现象,其空间范围为沿工作面倾斜方向距沿空留巷30～45 m,沿留巷延伸方向距工作面35～55 m,垂直煤层底板方向距煤层底板15～30m,瓦斯体积分数最高处可达0. 9%;不同工况条件下,近留巷侧采空区高瓦斯区域空间范围基本相同;近留巷侧采空区形成的高瓦斯集聚区域具有严重的瓦斯爆炸威胁,需采取有效措施加强对近留巷侧采空区高瓦斯集聚区域进行监测和治理。

瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置研发及应用

为实时动态监测瓦斯抽采钻孔深部稳定性,自主研发了瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置,其主要由主体承载机构、高灵敏度应力应变片、快速连接杆和精密应力应变测量仪组成。该装置可采集不同角度地应力值,采集钻孔变形数据,不同材质的主体承载机构可实现钻孔稳定性加固的效果。现场实测结果表明:钻孔形变曲线可大致分为快速形变阶段、缓慢形变阶段、基本稳定阶段3个阶段;快速形变阶段与缓慢形变阶段间,缓慢形变阶段与基本稳定阶段间,均存在较明显拐点;对于不同直径钻孔中的相同深度,形变量随着直径增大而增大;对于相同直径钻孔中不同深度,浅处形变大于深处形变;瓦斯抽采钻孔形变在一定程度上影响了瓦斯抽采工作的进行。该装置具有较好的实用性和可靠性,为实时动态监测瓦斯抽采钻孔稳定性提供了一种新的手段。

井下采空区构筑物漏风实测装置研发及应用

为了实时动态监测采空区构筑物漏风情况,自主研发了一种井下采空区构筑物漏风实测装置。通过现场实测及应用,研究结果表明:风流从工作面上进风口漏入采空区,而采空区中风流一部分通过与工作面之间的漏风流进入工作面下进风口,在下隅角位置附近形成一个涡流区;另一部分风流穿过沿空留巷构筑物进入留巷内,由于采空区的压实程度不同,采空区侧留巷内漏风速度曲线近似呈"L"型下降;通过收集分析留巷内漏风气体,其结果可反映采空区中瓦斯浓度分布情况,为采空区瓦斯治理提供了一种新的监测技术手段,且能有效地降低采空区瓦斯事故发生率,保证矿井的安全生产。

放散面积对煤样瓦斯放散特性产生的影响

采用自主研发的型煤煤样瓦斯放散试验装置,以自制型煤煤样为研究对象,通过依次密封型煤表面,研究放散面积对型煤瓦斯放散特性的影响。结果表明:随着放散面积的减小型煤瓦斯放散速度减小,这种速度减小值的差距随着放散时间延长而逐渐缩短,放散速度曲线整体近似呈"L"型,但在曲线拐点处出现了速度"超越"现象,并发现在密封型煤两对立面对放散速度的影响比密封型煤两相邻面对放散速度的影响大;不同放散面积的瓦斯累积放散量与时间的关系仍然呈有限单调增函数,即不同放散面积瓦斯放散量随时间变化规律基本一致,但在相同时间段内不同的瓦斯压力下,随着型煤放散面积的减小,瓦斯累积放散量减小。

突出煤层群多次采动对底板穿层钻孔瓦斯抽采的影响

为揭示突出煤层群多次采动对底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采效率的影响,利用Flac软件模拟分析沙曲二矿3、4、5号煤层下行开采过程中底抽巷顶板煤岩层卸压特征和围岩塑形区扩展特征,并现场实测钻孔瓦斯抽采效率。研究表明:3号煤层采动引起底抽巷顶板煤岩层卸压程度达59%以上,卸压作用最为显著,对钻孔瓦斯抽采浓度与抽采纯量的提升幅度最大;随着采动叠加作用影响,卸压程度减小,提升幅度也减小;4号煤层开采期间底抽巷顶板围岩塑性区范围扩张达到3.1 m,超过钻孔封孔长度,钻孔瓦斯混量开始逐渐增大,随采动次数增加,顶板围岩塑性区范围进一步扩展,钻孔瓦斯混量呈现逐步增大趋势;多次采动作用下钻孔瓦斯抽采体积分数和抽采纯量总体上呈逐渐下降趋势。

突出厚煤层沿空掘巷煤柱留设宽度优化研究

突出煤层开采中存在开采时遗留过多煤柱与消突工程量投入巨大的问题,这和现阶段煤炭开采的理念有差异,合理的煤柱宽度以及安全的巷道布置范围不仅能保证煤炭合理安全的开采,还能提高煤炭资源的采出率、降低突出煤层中防突消突的投入量和工程量。以新集二矿1_(上)煤230102工作面作为研究对象,采用理论分析和计算得出煤层开采过程中邻空煤体的应力分布规律以及极限平衡区宽度范围;采用钻孔测力计实测煤层开采过程中邻空煤体内垂直应力的变化情况,并结合数值模拟模拟工作面推进情况以及结合邻空、实体两侧煤体瓦斯含量确定了突出厚煤层采动卸压影响范围;基于FLAC^(3D)软件模拟不同煤柱尺寸下巷道掘进的情况,结合卸压范围以及工程实践中关注的问题进而确定了合理的煤柱宽度。研究结果表明:(1)随工作面持续推进,在工作面邻空煤体内的支承应力随距采空区深度的递增呈现先增高至峰值后降低至原岩应力水平的规律,其支承应力峰值会出现在煤壁深入9.18 m附近;(2)在突出厚煤层开采中,邻空煤体0~25 m为卸压影响区,其卸压区和塑性区为邻空煤体0~9.5 m;(3)留设宽7~9 m煤柱时,能提高突出厚煤层煤炭资源采出率,降低突出厚煤层沿空掘巷消突工程量,利于巷道围岩控制,保证安全生产。

近距离煤层群煤与瓦斯高效共采技术体系研究——以山西吕梁沙曲矿区为例

为掌握近距离煤层群叠加开采的应力-裂隙-瓦斯渗流规律,构建近距离煤层群煤与瓦斯高效共采技术体系及动态评价模型,以山西吕梁沙曲矿区为研究对象,采用物理相似模拟、超声波试验及SF6示踪气体现场监测相结合的研究方法,分析了沙曲矿区近距离煤层群煤层气资源的赋存特点,探究了沙曲矿区近距离煤层群多次扰动下煤岩损伤变量随应力的变化规律,建立了Boltzmann煤岩损伤方程,得出了沙曲矿区近距离煤层群叠加开采条件下采动应力演化-裂隙发育-瓦斯运移规律。研究结果表明:沙曲矿区煤层的孔裂隙结构特征不利于瓦斯运移,在近距离煤层群叠加开采条件下二次采动对于覆岩应力场和裂隙场的影响并非简单的效果叠加,而是“1+1>2”的影响效果,下伏煤层在叠加开采下产生了贯穿型裂隙,并在其周围衍生了大量的次生裂隙,为煤层瓦斯运移提供了优势通道;根据沙曲矿区煤-气共采不同阶段的时空条件和消突要求,分区分级优选并集成了近距离煤层群煤与瓦斯共采技术体系,即在规划区采用多种地面井规模化多煤层长时间预抽煤层气,在准备区采用多分支水平井井孔定向对接共采和保护层开采+底抽巷定向钻孔群抽采,在生产区采用大采高沿空留巷共采及大直径定向钻孔群共采技术;通过分析煤与瓦斯共采的影响因素,提出了近距离煤层群煤与瓦斯共采动态评价指标体系,建立了贝叶斯煤与瓦斯共采评价模型,实现了对沙曲矿区煤与瓦斯共采效果及矿井部署合理性的评价,得出沙曲一矿煤与瓦斯共采动态合理性概率为0.65、共采合理性等级为“较为合理”;最后阐述了近距离煤层群煤与瓦斯共采技术存在的关键问题,展望了近距离煤层群煤与瓦斯共采技术未来发展方向。

浅谈信访信息化建设

论述了信访信息化建设的必要性,分析指出我国全面推进信访信息化建设的各方面条件已成熟,提出了搞好业务需求、坚持统一规范灵活配置原则、先试点后推广的建设思路。

水力耦合条件下近距离煤层采动裂隙动态演化规律探究

为了研究水力耦合条件下近距离煤层下覆岩破断特征及采动裂隙演化规律,以沙曲一号煤矿为研究对象,采用理论分析、相似模拟及数值模拟研究相结合的研究手段,分析了受水力条件影响下伏煤层回采过程中覆岩裂隙动态演化规律,指出了水力条件对于覆岩垮落及采动裂隙发育的影响。结果表明:工作面回采过程中上覆岩层的垮落形态及采动裂隙的演化规律不受水力条件的影响,然而受到水力条件的影响覆岩初次来压步距减小10m,其周期来压步距减小3m,且工作面回采相同的距离受水力条件影响的工作面覆岩垮落强度较为剧烈,其位移量及来压强度也相对较大,因此在对工作面覆岩进行支护时应加大支护强度或增加支护密度。

造纸碱回收系统中蒸发污冷凝水用于洗白泥

硫酸盐法制浆造纸工业碱回收系统中的蒸发污冷凝水,味特别臭,含有较高的硫化物(硫化氢H_2S,甲硫酸(CH_3SH)、酚类及COD、BOD等有机物,其污染物浓度见表1:

三种洗浆机洗浆效果比较

硫酸盐法制浆需将蒸煮后的纸浆经过洗浆机提取黑液.我厂现有三种洗浆设备:真空洗浆机、压力洗浆机和置换洗装机.由于这三种洗浆机装备水平不同,洗涤效率也各异.为比较这三种洗浆设备的效率和环保效益,我们对这三种洗浆机洗后浆料中的可洗碱、水溶性COD和总固形物进行了测定.

校园欺凌者行为的心理成因及解决策略——基于家长教育行为视角

近年来,校园欺凌事件的频发严重影响着学生的身体发展和心理健康。尽管没有确切的数据统计结果表明校园欺凌者的行为与家庭教育息息相关,但家长在子女成长过程中的作用是不可替代的。从家长教育行为视角入手,解释校园欺凌者行为的心理成因,并提出相应的解决策略,有利于家长帮助儿童构建正确三观,培养良好行为习惯,从而促进健康成长,减少校园欺凌事件的发生。

高位钻孔不同封孔方法质量检测及其优选

为优选出高位钻孔最佳的封孔方式,通过理论分析给出钻孔漏气6种表现形式,并推导出钻孔漏气量及漏风率的计算公式,进而基于不同钻孔深度瓦斯浓度及抽采负压的变化率确立钻孔漏气位置、漏气量、漏气率等封孔质量定量判定指标体系。结合封孔质量探测结果、操作难易程度及经济成本建立封孔方法优劣的多因素评价方法,并对聚氨酯式常压封孔(方法1)、囊袋式注浆带压封孔(方法2)、钻屑回填式注浆带压封孔(方法3)3种方法进行综合评价分析。研究结果表明:方法1~3的封孔段平均瓦斯浓度分别为5.6%,3.2%及8%,方法1对应的瓦斯浓度与抽采负压均出现突降,方法2对应的抽采负压在8~14 m出现突降,方法3则较稳定。故判定三者封孔质量为钻屑回填式>囊袋式>聚氨酯式,结合成本分析和操作难易综合分析确定高位钻孔的最优封孔方式为钻屑回填式注浆带压封孔。