基于空气脉冲循环作用的抽采钻孔增透技术研究

为了提高抽采钻孔抽采率,延长钻孔寿命,分析了空气脉冲循环对煤体的破坏和钻孔及周围裂隙的疏通作用,在此基础上研发了空气脉冲循环增透装置,并在现场进行了效果考察。研究结果表明:空气脉冲循环可通过反复增压-卸压使煤层产生拉伸和收缩,从而产生损伤破坏;气体快速卸出过程可以疏通钻孔及周围裂隙,从而提高煤层渗透率,改善抽采效果。研制的空气脉冲循环增透装置现场应用效果良好,增透钻孔60 d平均瓦斯浓度超5%的占总数的80%。

大平煤矿水力冲孔有效抽采半径考察及效果检验研究

水力冲孔是强化瓦斯抽采效果的重要措施,水力冲孔卸煤量大小严重影响矿井瓦斯的抽采效果,通过考察水力冲孔不同卸煤量下的瓦斯抽采浓度、流量变化,得出适合大平煤矿的水力冲孔卸煤量为2t/m。

煤粒瓦斯解吸温度变化影响因素及与突出的关系研究

基于扩散理论和热力学基本原理建立了瓦斯解吸过程温度变化公式,以及温度变化与瓦斯膨胀能、瓦斯解吸量的关系式,在此基础上研究了煤粒粒度、瓦斯压力、吸附常数a、扩散系数对解吸过程温度变化的影响及温度变化与煤与瓦斯突出的关系。结果表明:随煤粒粒度减小,瓦斯压力、瓦斯含量增大,扩散能力增强,瓦斯解吸引起的温度下降幅度增大。随解吸过程中温度降低,瓦斯解吸量、瓦斯膨胀能呈明显增大趋势,由此可见,解吸过程中温度下降幅度越大,煤层煤与瓦斯突出危险性越大。

不同条件煤粒瓦斯瞬时扩散系数变化特征试验

为研究不同外界条件下瓦斯(甲烷)在煤体内部的扩散规律,根据相似理论和扩散方程建立瓦斯扩散系数计算方法,研制煤粒瓦斯扩散测定系统,并通过试验测定了不同煤体结构、不同压力、不同粒度条件下煤粒瓦斯瞬时扩散系数,分析不同条件下瞬时扩散系数的变化特征。研究结果表明:瞬时扩散系数与时间成幂函数递减关系;瓦斯在构造煤中的初期瞬时扩散系数远大于原生结构煤;随着粒度的增大,原生结构煤和构造煤中的瓦斯瞬时扩散系数明显增大,原生结构煤中的瓦斯瞬时有效扩散系数逐渐增大,但构造煤中瓦斯瞬时有效扩散系数却明显减小。

基于煤粒扩散理论的吸附态瓦斯解吸膨胀能研究

为了研究吸附态瓦斯解吸膨胀能,以煤粒扩散理论为基础描述参与煤与瓦斯突出的瓦斯量,得到吸附态瓦斯解吸膨胀能公式,研究了煤的粒度、扩散系数、瓦斯压力对煤粒吸附态瓦斯解吸膨胀能释放的影响及膨胀能释放模式。结果表明:随着煤粒粒度减小和扩散系数增大,瓦斯解吸膨胀能释放强度迅速增大;瓦斯压力越大,煤粒粒度、扩散系数对瓦斯解吸膨胀能的影响越明显,在高压区粒度减小0.1 mm,瓦斯解吸膨胀能释放强度呈倍数增长。因此,降低瓦斯压力可以有效减小瓦斯解吸膨胀能的释放强度,是防止突出发生的重要措施。

钻屑瓦斯解吸指标K_1影响因素理论分析

工作面突出危险性预测是防治煤与瓦斯突出的一个重要环节,提高预测指标测定的准确性对于减少"低指标突出"现象,保证安全生产有重要意义。钻屑解吸指标K1是工作面煤与瓦斯突出预测的重要指标之一。基于扩散理论和钻屑瓦斯解吸指标K1物理意义建立了K1的数学表达式,根据该式研究了瓦斯压力、损失时间、煤粒粒度、扩散系数对K1的影响。结果表明:钻屑解吸指标K1与瓦斯压力呈幂指数关系;相同条件下,损失时间越长测得的K1越小,并且钻屑的粒度越小表现越明显;扩散系数表征瓦斯绕过微孔和煤基质的能力,相同条件下扩散系数越大测得的K1越大;煤粒粒度对K1的影响较大,现场测定过程中煤粒粒度组成对获得真实的K1和准确的临界值至关重要。

预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施效果检验方法研究

为了提高预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施效果检验效率,保证安全生产,提出用钻屑瓦斯解吸指标Q3、Q20和瓦斯含量逐级对区域防突措施进行效果检验的方法,通过实验研究了各解吸指标与瓦斯压力和瓦斯含量之间的关系,并在平煤股份八矿区已15-13330机巷进行了现场试验,应用效果良好。

相似准数法煤粒瓦斯扩散系数计算

为简单、准确地测定和计算煤粒瓦斯扩散系数,依据相似理论,从扩散方程中推导出相似准数,建立该相似准数与解吸率的回归关系式,以此代替扩散第二定律在第一边界条件下的解析解,进而提出煤粒瓦斯扩散系数的计算方法。在此基础上,设计煤粒瓦斯扩散系数测定系统,并测定不同时刻、压力条件下的煤粒瓦斯扩散系数。最后,结合试验数据将新方法与其他煤粒瓦斯扩散系数计算方法进行对比。结果表明,煤粒瓦斯扩散系数是时间的函数,初期迅速减小,随后趋于稳定,扩散系数与时间关系符合负幂指数变化规律。通过对比表明,新方法可以弥补简化计算对结果造成的影响,且简便、可靠。

煤粒瓦斯瞬时扩散模型研究

为使扩散方程能够准确描述煤粒瓦斯涌出规律,首先依据相似理论和扩散第二定律建立瓦斯扩散系数计算方法,并结合试验数据得到扩散系数与时间的关系。然后基于此构建煤粒瓦斯瞬时扩散球状模型,运用分离变量法对模型进行求解,得到该模型的无穷级数解析解和模型系数的确定方法。最后通过计算值与试验值对比验证瞬时扩散模型的准确性,同时分析瞬时扩散模型与煤体复杂孔隙结构的关系。结果表明：扩散系数随时间的变化符合幂函数递减规律;构建的瞬时扩散模型能够准确描述煤粒瓦斯扩散规律,理论计算高度反映了试验结果;瞬时扩散模型可以从时空角度体现煤粒复杂的孔隙结构。因此该模型可用于计算瓦斯预测参数和研究瓦斯动力灾害形成过程。

告成矿回采面预测指标Δh_2临界值确定方法

为了确定告成矿回采工作面预测指标Δh2临界值,利用瓦斯解吸指标与瓦斯压力的经验公式,采用实验室实验方法确定了Δh2临界值,并通过现场测试的Δh2与瓦斯含量的关系曲线对Δh2临界值的可靠性进行了分析。实践表明:通过实验方法确定的Δh2临界值在保证安全性的同时,可最大限度地保证经济性。

提高煤炭类单招生教学质量的策略

为了进一步提高煤炭类单招生的教学质量,本文分析了煤炭类单招生的特殊性,并针对其特点提出了提高煤炭类单招生教学质量的策略,即首先引导学生端正学习态度,发挥其主观能动性;在此基础上,精选教材并改革和尝试新的教学方法;同时还要提高任课教师的现场理论水平,从而做到课堂与现场相结合;最后还要加强师生的交流,创造融洽的师生氛围。

基于瓦斯膨胀能的煤与瓦斯突出预测指标研究

从煤与瓦斯突出机理出发,通过对突出过程中各能量大小及作用的分析,认为突出的主要能量来源于瓦斯膨胀能,膨胀能主要转化为移动功,据此简化了突出动力方程,提出了能够反映瓦斯膨胀能的瓦斯解吸指标Q3,并结合实验方法确定了Q3和瓦斯含量的临界值。现场验证表明临界值可靠。

消除采煤工作面突出危险性研究

为了消除采煤工作面煤与瓦斯突出的危险，在义安矿12051采煤工作面采用了本煤层交叉网状钻孔进行抽放，并根据《防治煤与瓦斯突出规定》采用钻孔指标法和残余瓦斯含量法进行消突评价。瓦斯抽放后的结果表明：吨煤钻孔量为0．198m／t，采前瓦斯抽排率为34．12％，采前残余瓦斯含量为0．596～3．561m^3／t，钻孔布置合理没留空白带；评价结论为该工作面为无突出危险性，可以实现安全回采。

大直径钻孔突出预测指标敏感性及临界值研究

根据平煤八矿掘进工作面大直径钻孔预测指标的现场测定情况,应用主成分分析法对突出预测指标的敏感性进行了分析,并在此基础上,运用实验室与现场考察相结合的方法及"三率"分析法,确定了预测敏感指标的临界值。现场验证表明,指标敏感,临界值可靠,大直径钻孔预测方法可以保证掘进工作面安全快速掘进。

近距离上保护层开采保护范围研究

通过对数值模拟研究平煤十一矿己二采区己14-15—22090工作面保护层开采的保护范围,在走向和倾向上分别布置两组钻孔测定保护层开采后被保护层的瓦斯参数,根据测压钻孔确定被保护层在理论保护线两侧瓦斯压力分布,通过瓦斯压力确定被保护层保护范围,并结合数值模拟和现场测试,确定保护范围为沿走向的卸压角为56°,沿倾向的卸压角为71.57°,保护层开采后,被保护层的透气性增大了18.44～171.39倍。

孟津矿钻屑瓦斯解吸指标临界值研究

为了消除石门揭煤过程中煤与瓦斯突出危险性,孟津矿采用钻屑瓦斯解吸指标Δh2进行预测。通过煤与瓦斯突出能量方程及实验室测定的钻屑解吸强度和瓦斯压力的关系确定出孟津矿瓦斯突出压力临界值,进而推导出钻屑瓦斯解吸指标的临界值Δh2=200 Pa,结果表明:该临界值适合孟津矿,保证了煤矿安全生产。

告成矿煤与瓦斯动力灾害主控因素分析

对告成矿历年动力灾害事故分布特征的统计分析结果表明:告成矿17次瓦斯动力现象均发生在NNE向逆断层告F22与告F7之间,NNE—NE向和NW—NNW向构造叠加的挤压剪切作用对告成矿煤与瓦斯突出的控制作用明显。受滑动构造影响,在厚煤带及煤层倾角突变区域易发生顶板垮落事故。同时瓦斯含量及压力分别在6.0 m3/t、0.6 MPa以上,是该矿发生煤与瓦斯动力灾害的重要条件之一。

高瓦斯弱突出型回采工作面瓦斯综合治理研究

以平煤一矿丁6-32030高瓦斯弱突出危险型工作面为例,结合该工作面瓦斯含量整体低、局部瓦斯赋存不均、瓦斯涌出量大的特点,对回采期间的瓦斯采取整体布局,突出重点的瓦斯治理思路。在低瓦斯区域采用顺层钻孔、上隅角插管、迎面斜交钻孔相结合的瓦斯治理方案。在局部瓦斯赋存不均区域又新增了沿空留巷及埋管抽采的治理技术,效果显著,对类似高瓦斯弱突出危险型工作面瓦斯综合治理具有一定的指导意义。

基于知识切块与时间分段的专业课教学方法研究

针对高校上下午后两节课教学效果差的问题,笔者从疲劳、饥饿、智能设备及网络诱惑、教师教学方式四个角度入手,分析了导致学生注意力分散的原因;在此基础上,结合安全工程专业课程教学实践,提出了基于知识切块与时间分段的专业课教学方法。教学实践表明:基于知识切块与时间分段的专业课教学方法让全体学生都能参与到课堂中来,并真正实现了课程的全过程考核,有效激发了学生的学习兴趣,解决了学生注意力分散的问题,课堂气氛变得轻松活跃,教学效果良好,受到了学生的一致好评。

构造的挤压剪切作用对郑州矿区煤与瓦斯突出的控制

通过对郑州矿区煤与瓦斯突出矿井和历年突出事故分布特征统计分析,结果表明:NNE–NE向和NW–NNW向构造叠加及滑动构造的挤压剪切作用对郑州矿区煤与瓦斯突出的控制作用明显,该矿区以五指岭断层–樊寨断层一线为界,突出矿井和瓦斯矿井呈北西向分区分带性展布,大平、超化等突出矿井位于矿区南部构造复合地带,且突出点多分布在构造挤压剪切作用强烈区域。