冬季主井进风流反向理论分析及防控方法

针对我国煤矿冬季进风主井容易出现风流反向且难于及时预防、控制的问题,从理论上分析了自然风压对主井风流状态的影响,并结合矿井实例,通过对进风井之间自然风压的测定分析,探讨了冬季主井风流反向的原因,同时研究了解决该问题的防控方法。研究结果表明:冬季进风主井出现风流反向现象,主要是由于在矿区气温降低条件下,热源分布不均衡的进风井之间可形成逐渐增加的平均风流温度差,进而产生了阻碍主井进风且不断积累的自然风压。提出了实时监测进风井的风流温度、风速,并及时调节其供暖热风量的方法。该方法能够迅速减小进风回路中的风流温差,并可在1 h内使主井风流状态恢复正常,从而实现了对主井风流反向现象的快捷、有效防控。

含瓦斯煤体孔隙结构与受载细观变形特征规律研究

为了研究煤体的微观孔隙特征和吸附瓦斯煤体受载细观变形规律,采用低压液氮吸附、SEM研究了煤体孔隙的类型和孔径分布,研制了吸附瓦斯煤体加载CT扫描装置,利用工业CT扫描观测了吸附瓦斯煤体在加载过程中的细观变形过程。结果表明:煤表面的孔隙有圆柱形、狭缝形、楔形、墨水瓶形等,按照内部孔隙的连通类型分为贯通孔、内部连通孔、一端封闭孔和闭孔;不同应力条件下的CT图像显示,煤体内部呈非均质性,孔隙表现为非均匀分布特征,吸附瓦斯煤体在受载破坏裂隙也呈非均匀特性;吸附瓦斯煤体在受载条件下局部同时呈现膨胀效应和压缩效应,但在整体上表现是膨胀效应,这是由于煤体多孔性和非均质特性决定的。研究成果揭示了煤体微细观结构及变形特征,为研究含瓦斯煤体破坏机理及突出灾害动力过程提供了细观手段和研究基础。