岩石撞击摩擦火花引爆瓦斯的实验研究

利用专门设计的往复式低速、旋转式高速摩擦实验装置和TVS-2000 MKⅡST型红外热成像仪对岩石撞击摩擦火花引爆瓦斯进行了系统的实验研究,得出:岩石中的石英含量对摩擦火花的强度有很大的影响;泥岩无论是低速还是高速摩擦都不能引起瓦斯爆炸;砂岩间摩擦只有在一定的摩擦速度下才可以引起瓦斯爆炸,潮湿的砂岩摩擦很难引起瓦斯爆炸.

关键层运动对邻近层瓦斯涌出影响的研究

煤矿覆岩中的关键层控制着上覆岩层的移动和采动裂隙的动态发展过程,进而也必将影响到邻近层瓦斯在采动破裂岩体内的动态涌出规律。利用阳泉矿区2种不同覆岩结构综放面的实测数据,对比研究关键层运动对邻近层瓦斯动态涌出的影响,研究结果表明:不同覆岩关键层结构条件下,邻近层瓦斯涌出的动态过程是不一致的,进一步证实了关键层运动对邻近层瓦斯动态涌出的控制作用。分析不同覆岩关键层结构条件下初采期邻近层瓦斯抽采技术方案的适应性,提出初采期邻近层瓦斯抽采方案的确定必须结合具体覆岩关键层结构特征,才能取得预期的抽采效果。

高瓦斯长距离掘巷瓦斯涌出特征及其通风参数选择

对阳泉三矿K8206高瓦斯长距离独头掘巷瓦斯涌出特征进行了实测研究和分析,利用实测数据求解了掘巷的平均瓦斯涌出特性系数和煤壁瓦斯排放极限时间,得出了长距离掘巷的最大瓦斯涌出量以及所需的通风技术参数。并对长距离掘巷瓦斯涌出量的影响因素进行了分析,为该区域其它长距离掘巷通风安全技术和风机选型提供了指导。

阳泉三矿大采长综放工作面瓦斯涌出特征分析

大采长综放工作面单位时间内瓦斯涌出量增大,经常造成工作面回风隅角和回风巷瓦斯质量浓度超限.通过分析综放工作面瓦斯涌出源,可以了解其瓦斯涌出特征.对阳泉三矿大采长K8206综放工作面初采期和回采期的瓦斯涌出规律的分析可知,初采期瓦斯涌出量具有大幅度波动性,其原因主要为采空区瓦斯不断地、周期性地涌入.正常回采期,只要高抽巷的抽放负压足够大,邻近层瓦斯涌入工作面的问题就能解决;而大采长综放工作面本煤层瓦斯涌出量增大,则需要增加通风量或者采用新的通风方式.

双尾巷治理超长综放工作面瓦斯的试验研究

阳泉三矿K8206综放面瓦斯超限严重,以相似理论为基础,设计制作了试验模型。在该模型上相对于工作面回风巷不同水平距离位置布置了4条内错尾巷,研究在高抽巷位置相对现场不变的条件下,不同位置组合的双尾巷治理工作面瓦斯的效果。试验结果表明,双尾巷能够显著地降低回风巷瓦斯的浓度,当双尾巷相对回风巷的水平距离分别为65 m和130 m时,治理工作面瓦斯效果最佳。

大采长综放面瓦斯治理优化模拟实验

针对大采长综放面瓦斯含量不断超限问题，以相似理论为基础，研制了瓦斯综合治理优化实验系统，首次提出了双尾巷新方案.对单尾巷、双尾巷在不同位置和不同进风量等实验条件下进行了实验，考察了回风流和内错尾巷的瓦斯含量变化情况.实验表明：大采长综放面在本煤层不采取瓦斯预抽放前提下，仅采用单尾巷和增加风量的措施无法解决瓦斯超限问题;如果采用双尾巷，总风量仅增加15%左右即可解决瓦斯超限，并从安全性和经济性两个方面确定其最佳布置位置分别为距回风巷35-65 m和130 m.

大采长综放面瓦斯来源及浓度分布测定及分析

论述了单元法测定大采长综放工作面各种瓦斯涌出源比例以及瓦斯浓度分布的方法原理。根据单元法实测数据分析可知:工作面漏风方向和漏风量大小、不同瓦斯涌出源的涌出量大小、综放面瓦斯分布规律以及该工作面走向高抽巷和内错尾巷的瓦斯抽放效果。

条带采宽对地表沉陷影响的数值模拟研究

文中采用UDEC数值模拟方法,就条带开采采宽与地表沉陷的关系进行了研究,结果表明在采深和采出率相同的情况下,地表移动和变形的各项参数值都随采宽的增加而增大,文中还从应力拱的角度对此规律进行了分析。

超长综放面瓦斯涌出特征及其影响因素

对以邻近层瓦斯涌出为主的阳泉三矿K8206高瓦斯超长综放面瓦斯涌出特征进行了分析,研究了工作面推进速度、生产能力及高抽巷抽采能力对工作面瓦斯涌出量的影响,取得了超长综放面本煤层瓦斯涌出量和生产能力之间、邻近层瓦斯涌出量和推进速度之间的关系式.研究表明:后部高抽巷合理布置和促使顶板早垮是工作面快速度过初采期的主要办法;采取有效措施降低本煤层瓦斯涌出量和保证走向高抽巷良好的抽采能力是高瓦斯超长综放面高产高效的有力保障.

后伪高抽巷治理综放面初采瓦斯

通过分析、研究阳煤集团三矿综放工作面初采瓦斯的治理技术及效果,逐步提出采用后伪高抽巷处理综放工作面初采瓦斯的治理技术,试验证明该技术可减短初采期时间,降低工作面的供风量和风排瓦斯量,有效解决综放工作面初采瓦斯超限问题。

低透气性煤层群煤与瓦斯共采中的高位环形裂隙体

以顾桥煤矿1115(1)工作面为试验点,运用国际先进的岩层应力、位移、孔隙流压等实时监测手段,围岩变形与水、气耦合的COSFLOW数值模拟技术以及研究采动区流场特征的CFD模拟技术,系统研究并基本掌握了11号煤层深部煤层开采过程中的围岩应力场、裂隙场以及瓦斯流动场之间的动态变化规律。研究表明,采动支承压力影响范围可达300 m,覆岩运动和采动裂隙发育范围在工作面后方170 m以内,170 m以后采动裂隙基本压实,采动裂隙发育高度以及孔隙流压明显降低的高度可达145 m。在此基础上判别了1115(1)工作面上覆煤层群瓦斯高效抽采范围,并初步建立了低透气性煤层群瓦斯高效抽采的高位环形裂隙体及其判别方法,为煤与瓦斯共采理论发展以及工程实践提供了一套新的科学研究方法和工程设计手段。

锚索冲击拉伸摩擦火花产生机理的实验研究

为深入了解沿锚索外露段的摩擦火花产生的机理,分析了井下锚索的受力过程.利用研制的锚索冲击拉伸实验装置,对锚索冲击受拉下的破坏形式及产生摩擦火花的可能性进行了实验.结果表明:质量完好的锚索在80 kN以上的张拉力下不能发生拉脱,但在50 kN以下的张拉力下具有整束或单股钢绞线拉脱产生火花的可能.结合现场情况认为锚索冲击拉伸摩擦火花产生的前提条件是:1)锚索能够发生冲击拉伸;2)锚索钢绞线受力不均或夹片排列不齐整.