突出煤层区域性瓦斯抽采数值模拟研究

根据流体力学和岩体力学理论,以神宁集团金能煤业分公司4331工作面为研究对象,建立了突出煤层区域性瓦斯抽采数值模型,并采用COMSOL Multiphysics软件进行数值计算,讨论了该区域煤层瓦斯压力和煤层孔隙率随瓦斯抽采时间的变化规律。结果表明:区域性瓦斯抽采钻孔的群孔效应明显,模拟抽采100 d后绝大部分区域瓦斯压力降到突出临界值0.74 MPa以下;煤层孔隙率快速上升,先达到峰值,然后回落到恒定值,比初始孔隙率增加了4.8%,其结果对4331工作面区域瓦斯防治及制定区域防突措施有重要的理论意义。

白芨沟煤矿下组煤层煤与瓦斯突出危险性评价研究及应用

准确预测煤与瓦斯突出危险是防治煤与瓦斯突出的前提。文章结合白芨沟矿实际情况提出运用综合指标法与煤层瓦斯压力梯度相结合的方法,对下组煤层煤与瓦斯突出危险性进行评价,为矿井安全管理和经济效益的提高提供了一定的技术依据。

阻化剂氯化镁抑制煤自燃的实验研究

本文阐述了不同浓度氯化镁溶液处理塔山煤样后,对煤样进行热重实验,得出各煤样的特征温度点,重点分析不同浓度阻化剂对塔山矿煤样自然发火特性的影响,总结了各个煤样的自燃特征参数的变化规律,对比分析得出该阻化剂的最经济适用浓度范围,可为井下选择阻化剂浓度配制提供一定依据,对煤自然发火防治工作具有一定指导意义。

大同矿区矿井通风排放粉尘的实验研究

为了分析矿井通风排放粉尘的特性以及其对大气污染和人类健康的影响,选取大同矿区两组生产矿井,采集通风排放粉尘样本作为研究对象,对通风粉尘的粒径分布、粉尘粒子的形貌特征和重金属元素种类及含量等进行实验分析对比,实验发现,两组样本中粒径为10~75μm的粉尘所占比例最高,重金属元素Mn在重金属元素分析中所占质量百分比最大,而对人类呼吸系统影响最大的粉尘粒径为0~10μm,其所占比例在综合防尘较差的矿井明显高于实施综合防尘的矿井。

矿用救生舱发展现状分析

针对我国重、特大煤矿事故发生时因破坏力大而造成救援困难的问题,提出了救生舱设计的基本要求,从供氧、制冷、通讯等方面进行了探讨,并对矿用救生舱的安放位置进行了分析,从而为有效减少井下各种灾害所造成的人员伤亡提供了理论依据和指导。

局部防突技术研究及在掘进工作面的应用

金能煤业分公司4331工作面石门揭煤时发生过动力现象,且4331回风巷处于上保护层未保护区域内,为了防止4331回风巷掘进过程中发生煤与瓦斯突出,结合区域瓦斯防治理论及该煤层低透气性特点,在回风巷掘进时采用连续流量法预测前方煤体的突出危险性,并采取超前排放孔、均匀布置预抽钻场等防突措施防治工作面煤与瓦斯突出,措施实施后再进行效果检验和区域验证,直到无突出危险为止。结果表明:应用局部防突技术后,4331回风巷掘进时回风流瓦斯体积分数为0.12%,消除了突出危险性,有效避免了煤与瓦斯突出事故。

新型矿用加固材料特性研究及应用

介绍了一种新型矿用加固材料,并对其低热反应特性、阻燃特性和加固特性进行了试验测定分析,验证了其具有良好的加固、阻燃和低温性能,并在寺尔沟煤矿进行了现场应用实践,取得了显著成效。

阻化剂抑制煤自然发火的实验研究

针对煤矿现有单体阻化剂阻化综合效果不足的问题,通过开展程序升温实验,以阻化剂的阻化率和阻化寿命为评价指标,选择现有单体阻化剂盐类CaCl2、阻燃剂A、表面活性剂AEC作为新型阻化剂的材料,采用正交实验和极差分析法初步得出具有优良参数特性阻化溶液,其组成为浓度为8%的阻燃剂A+浓度为0.5%的烷基磷羧酸盐AEC+浓度为2%的CaCl2。

近距离煤层开采瓦斯与内因火灾防治技术的研究与应用

以同煤集团煤峪口矿14#煤层410盘区81006综采工作面为例,对近距离煤层开采期间瓦斯与内因火灾防治技术进行探讨。分析了煤自燃和瓦斯爆炸共生造成复合型灾害的威胁。通过采取巷道封闭抽放、穿层钻孔抽放的瓦斯治理措施和采空区注氮、邻近工作面注浆一体化火灾防治技术,81006工作面正常生产期间上隅角瓦斯浓度始终保持在0.8%以下、CO浓度在0.001%左右,上覆采空区内CO浓度保持在0.005%以下,氧气浓度保持在3%~7%左右。

金能煤业公司3122工作面瓦斯综合治理技术应用

金能煤业公司以2#煤层作为3#煤层的保护层。在开采2#煤层3122工作面时,由于保护层与被保护层间距较近,在保护层工作面开采时,下覆被保护层的瓦斯大量涌入上保护层工作面,造成回采期间瓦斯涌出量增大。针对此情况,结合3122工作面实际条件,学用顺层与穿层抽放、采空区埋管抽放、高位钻孔抽放和地面钻井抽放相结合的瓦斯治理技术,有效地解决了近距离保护层工作面的瓦斯超限问题,对相似条件下的工作面瓦斯治理具有借鉴作用。

大同矿区侏罗系/石炭系双系煤的热重性能研究

大同矿区侏罗系/石炭系双系特厚煤层相互影响,给矿井煤自燃灾害预测与防控提出了新的问题与挑战。基于热重分析的TG/DTG试验,研究了大同矿区6个煤矿侏罗系/石炭系煤样的自燃氧化特性。通过试验可以得出,煤的自燃氧化燃烧过程可以分为失水失重-增重氧化-缓慢燃烧-剧烈燃烧4个阶段,试验煤样大约在400℃质量变化较小。通过煤自燃氧化反应过程中的转化率α,分别对各阶段对应的活化能E进行解算。通过煤的工业分析、燃烧各阶段活化能的计算等参数的对比,分析石炭系-侏罗系双系特厚煤的自燃特性差别,得出侏罗系相对于石炭系,煤的自燃危险性更高。

特厚煤层留小煤柱开采瓦斯与火灾防治实践

为解决特厚煤层留设小煤柱开采期间回采工作面瓦斯超限和相邻采空区自然发火的问题,以同忻矿留设小煤柱的8205工作面为研究对象,提出了多措并举、综合治理的治理措施,并分析了采取措施前后西8205工作面采空区气体成分变化。实践效果表明:CH4浓度平均降幅达88.2%,降至了爆炸界限以下的合理范围;O2浓度降幅达76.3%,有效降低了采空区遗煤自燃的风险,为西8205工作面的正常推进提供了有效的保障。

二次优化的灰色马尔科夫模型预测煤矿工作面瓦斯浓度

煤矿工作面瓦斯浓度异常是发生瓦斯事故的重要因素,瓦斯浓度的准确预测对煤矿瓦斯事故的预防有重大意义。为准确预测工作面瓦斯浓度,将灰色GM(1,1)模型与马尔科夫理论相结合,通过对灰色GM(1,1)模型预测结果的二次马尔科夫优化,挖掘出瓦斯浓度数列随机波动的信息,同时预测值的精调实现了对真实值的进一步逼近,大幅减小预测误差,且根据少量数据即可预测。结合现场数据,二次优化的灰色马尔科夫模型能准确预测瓦斯浓度,为瓦斯治理提供数据支撑。

塔山矿地面垂直钻孔治理工作面瓦斯技术与实践

塔山矿特厚煤层综放工作面开采强度大,煤层瓦斯含量低,涌出量大,受顶板跨落影响,瓦斯涌出波动大。为了避免工作面高强度开采与瓦斯治理工程在时间和空间上的矛盾,改善矿井安全生产环境,采用地面垂直钻孔抽采综放工作面采动过程中超前压力裂隙带和工作面上隅角后上方采空区瓦斯,控制了采空区高浓度瓦斯向工作面上隅角的大量涌出,同时有效降低了工作面回风流瓦斯浓度。

新型化学浆液加固工艺的应用

通过论述新型化学浆液加固工艺的材料参数、设备特性以及注浆影响因素,并针对金能煤业公司3122工作面回采期间极易冒顶片帮情况,确定了现场注浆加固方案和施工参数。该工艺有效解决了工作面易片帮、漏顶的难题,对类似矿井有借鉴作用。

抽采钻孔带压注浆封孔技术的研究与应用

针对目前国内顺层瓦斯抽采钻孔封孔质量差,钻孔有效抽采期偏短的技术难题,提出了带压注浆封孔技术。阐述了带压注浆技术的基本原理,并对其配套材料的性能和设备进行了研究。该封孔技术在宣东二号煤矿开展了现场工业性试验。结果表明:带压注浆封孔技术能增加封孔深度,实现了封孔工艺由手工向机械的转换,提高了抽采钻孔的封孔质量,使瓦斯抽采平均浓度提高了40%左右,单孔平均多抽瓦斯量约1 036.8 m3。

新型复合浆体材料特性研究

针对煤矿现有传统喷涂堵漏风材料的缺点,研制出了一种以粘土、水泥、添加剂和玻璃纤维为基料的新型复合浆体材料。通过理论实验分析,该复合浆体材料具有较好的抗压和抗弯强度,能够承受一定程度地应力等导致的巷道变形;具有良好的抗氧化性能,能够防止因风化等因素导致的喷涂材料脱落;具有很强的抗渗性,能够达到堵漏风的要求。通过复合浆体材料在白芨沟煤矿的应用实验,巷道漏风量减少了83%。