大断面切眼一次成巷施工工艺优化与应用

随着井工煤矿开采深度逐渐增加,井下巷道及采掘工作面受地应力的影响越来越大,导致巷道支护难度增大。顺和煤矿针对大埋深高应力下巷道支护难的问题,通过优化施工工序以及增加支护强度,采取高强应力锚杆+W钢带+单体柱与π型梁搭配联合支护的方法,实现了综采工作面切眼大断面一次成巷,成功解决了大埋深高应力巷道支护和快速掘进问题。

温度影响煤表面自由能的实验研究

在煤的表面自由能和毛细管效应双重作用下,外液与煤接触后会发生吸附、铺展、毛细浸润以至形成水锁,从而延缓含瓦斯煤体的瓦斯解吸释放速度。利用XG-CAM动态接触角测量系统,采用Fowkes法及相应的理论模型,实验研究温度对煤的表面自由能的影响。结果表明:煤的表面自由能与温度之间除了正相关或负相关关系,还存在一个温度分界点。在温度分界点之前呈正相关,之后则呈负相关,二者之间可用二次函数来表征。煤的表面自由能是一个相对值,与渗透剂溶液即探测液、环境温度均有关系。对于相同的煤,相同温度、不同渗透剂溶液所测得的煤表面自由能不同,不同温度、同一渗透剂溶液所测得的煤表面自由能也不相同。利用水锁防止瓦斯超限技术,从水锁快速形成的角度,优选渗透剂及配置相应的溶液浓度时,应充分考虑温度的影响。

煤的工业分析成分影响水锁形成速度的实验研究

在利用水锁防止工作面瓦斯超限应用中,煤的工业分析成分对水锁形成速度有着重要影响。通过实验,以同一渗透剂溶液与不同工业分析成分的煤接触后的接触角动态变化为衡量指标,探讨了水锁形成速度与煤的工业分析成分之间的关系。研究表明:对于同一工业分析成分的煤,渗透剂溶液质量分数越高,水锁形成速度越快。无论哪种工业分析成分的煤,渗透剂溶液与煤接触后,其浸润、铺展过程均集中在前20~30 s内。水锁形成速度主要受煤中固定碳和灰分的影响。固定碳质量分数越高,水锁形成速度越慢;灰分质量分数越高,水锁形成速度则越快。对于0~0.1%质量分数区间,在灰分相近、固定碳质量分数较高时,宜选配高质量分数的渗透剂溶液,而在固定碳质量分数相近、灰分较高时,可以考虑选配低质量分数的渗透剂溶液。