长壁采煤老采空区注浆处理范围确定方法

在老采空区上修建建筑物和道路时,一般都要对老采空区进行注浆加固。目前大多采用保护煤柱法确定老采空区处理范围,致使处理范围过大。通过附加应力的方法计算得到地基临界扰动深度估算公式,并基于关键层理论,对老采空区的未充分充填区域的大小进行计算,同时分析采空区跨度和未充分充填区域的关系,最终得出了不同采深、跨度的老采空区处理范围的相应分类计算方法,可为老采空区注浆处理范围的确定提供参考。

淮北矿区综合防治水技术

简述了淮北矿区的水文地质条件 ,水文地质工作方法。提出了淮北矿区开采受水害威胁 ,煤层综合防治水技术。

自修复聚乙烯醇/细菌纤维素水凝胶电解质制备及应用

以聚乙烯醇(PVA)、细菌纤维素(BC)和硫酸为原料,采用物理交联的冻融循环法制备了聚乙烯醇/细菌纤维素复合水凝胶电解质;经过冻融循环后,聚乙烯醇和细菌纤维素形成了大量的分子间氢键,赋予复合水凝胶良好的自修复性能和力学性能。探讨了纤维素含量对水凝胶电解质力学性能和离子电导率的影响,结果表明,BC含量为0.6%时复合水凝胶自修复性能最好,力学性能最强,断裂强度高达0.41 MPa,离子电导率最高达到138.9 mS/cm,一次修复后离子电导率仍然可达84.1 mS/cm,修复率高达74%。在该自修复聚乙烯醇/细菌纤维素水凝胶电解质表面原位聚合聚苯胺电极,设计组装柔性一体化超级电容器,研究了苯胺浓度对超级电容器性能的影响。结果表明,苯胺浓度为0.2 mol/L时,超级电容器器件在0.2 mA/cm^(2)的电流密度下达到580.8 mF/cm^(2)的高比电容、出色的能量密度(20.17μW·h/cm^(2))和功率密度(50μW/cm^(2)),且一次修复后的电容保持率达到66%,显示出良好的自修复性能,以及保持结构完整性和电化学稳定性的巨大潜力。这些发现表明了自修复聚乙烯醇/细菌纤维素复合水凝胶电解质在柔性可穿戴储能装置中巨大的应用前景。

淮北祁南井田瓦斯赋存规律及影响因素分析

在系统分析矿井地质资料的基础上,结合矿井瓦斯实测参数,以区域构造演化和矿井构造的控制作用为主线,探讨了祁南矿煤层的瓦斯赋存规律及其控制因素。结果表明,本区受宿南向斜的控制,煤层瓦斯分布具有南高北低、东高西低、东南部最高的总体规律;宿南向斜转折端部位由于放射状正断层的发育,瓦斯含量相对较低。井田中部逆断层发育的次级褶皱区域,瓦斯含量相对较高;在-900m以浅,瓦斯含量与煤层埋深、煤级均表现出较好的正相关关系;较高的顶底板泥岩比例和半封闭的水文地质条件为瓦斯的保存提供了有利条件;Ⅱ、Ⅲ类煤厚度所占比例小于20%,渗透率大于1mD,表明煤层瓦斯具备较好的运移条件。

祁南煤矿7_2煤层构造煤分布特征及其成因探讨

采用测井解译方法,对祁南煤矿72煤层煤体结构进行了分析,编制了煤层厚度等值线图,总结了构造煤的分布特征,对构造煤的成因进行了探讨,结果表明,构造煤厚度在走向和倾向上均呈厚薄相间分布,其形态与褶皱现象基本一致,其形成主要受区域构造应力所控制。

朱仙庄煤矿“五含”水文地质特征及水害防治对策

淮北朱仙庄煤矿北部采区8煤开采主要水害威胁来自顶板侏罗系"五含","五含"压覆下首采面866-1工作面回采过程中发生"五含"溃水溃沙事故,造成重大损失。"五含"赋存条件复杂,勘探程度较低,亟待进一步探查、分析其水文地质条件及水害特征,以便提出根治其水害威胁的防治对策。通过对"五含"的空间展布、构造发育特征、岩溶发育规律、富水性及分区、水化学特征、水位动态特征及与主要含水层的补给关系等方面的勘探分析,对"五含"的水文地质特征进行了深入研究,得出"五含"具有静储量大、径流条件好、水压高、动态补给强等主要水害特征,提出了"帷幕截流"和"疏干开采"相结合的综合水害防治对策。

矿井构造分形定量评价与突水耦合分析

以淮北祁南井田为例,运用分形分维理论,采用容量维对祁南井田构造复杂程度进行了定量评价,结果表明,断层系分维值基本上反映了井田构造的复杂程度,井田构造复杂程度分维值大多在0.8～1.6,全区的分维值达1.34,井田总体构造格局较为复杂。构造分形定量评价结果与矿井突水具有明显的耦合关系,分维值越大构造越复杂,突水点的分布就越密集,这种耦合关系说明地质构造对矿井突水具有明显的控制作用。另外,突水点的空间展布亦与矿井西部高分维值的分布范围一致。

砾岩含水层帷幕浆液运移规律与改性效果分析

注浆帷幕截流是深部矿井水害治理的主要技术手段之一,针对淮北矿区朱仙庄煤矿8号煤层水害防治问题,采用CT扫描与室内试验测试得到受注砾岩孔裂隙分布及岩石力学特征,利用COMSOL Multiphysics软件建立了受注砾岩层的孔隙介质与孔隙-单裂隙介质2种数值模型,分析了帷幕墙注浆截流效果。研究结果表明:浆液在孔隙介质中的运移范围随注浆时间的增加而增大,浆液运移稳定后的扩散范围为10.12~10.44 m;孔隙-单裂隙介质数值模型中,浆液运移形态沿裂隙方向对称,浆液运移优先进入裂隙通道,随后沿裂隙方向扩散至孔隙介质中,随注浆时间的增加,浆液运移范围逐渐增大并最终趋于稳定,孔隙-单裂隙介质中浆液的纵向扩散范围为10.05~10.23 m,横向扩散范围为16.30~16.98 m;根据数值计算结果,提出了注浆孔间距为20 m、两排注浆孔交错布置、有效宽度约为40 m的帷幕截流方案。最后,通过注浆前后砾岩物理力学性质对比分析与现场放水试验的方法,验证了帷幕墙截流效果良好、注浆孔间距布置合理。

钻孔并行电法探测煤层开采覆岩破坏在祁南矿713工作面的应用

在工作面特定位置布置覆岩破坏观测钻孔,布置孔内电法观测系统,利用矿井并行电法仪采集电法数据,进行电阻率层析成像。通过采动影响前后覆岩变形与破坏区电阻率值变化情况,划分垮落带和导水裂缝带高度。在祁南矿713工作面施工2处覆岩破坏观测钻孔,获得的电阻率变化较好地反映了覆岩变形与破坏的动态发育情况,得到的垮落带和导水裂缝带高度直观可靠,取得了很好的应用效果。

开采顺序对浅部煤层覆岩破坏与孔隙水压力演化影响数值模拟

为分析不同开采顺序对厚松散层底部含水层下开采渗流场与应力场相互影响及其演化规律,建立了厚松散层底部含水层下浅部煤层开采的流固耦合数值模型,模拟结果表明:开采顺序对覆岩渗流场及移动破坏特征有很大影响,采用由深部向浅部的递采顺序所产生的塑性区范围、竖向位移、孔隙水压力变化相对由浅部向深部的递采顺序较安全可靠。