基于RNG k-ε湍流模型的3D采空区瓦斯上浮贮移

为研究工作面后方采空区3D空间瓦斯上浮特征,根据质量守恒、动量守恒和Fick定律,建立综放采空区风流-瓦斯变密度混合气体非线性渗流-扩散控制方程。结合大兴矿N2-706工作面实例,运用CFD软件模拟三维采空区瓦斯运移及分布的状态;流场冒落非均质按照"O"型分布描述,计算采用RNGk-ε湍流模型,并考虑重力场条件。理论计算调整与现场实际条件和瓦斯监测记录数据相拟合,指出三维采空区形成的瓦斯分布及上浮态势,是风流移动、瓦斯组分扩散-弥散和含瓦斯风流密度差引起上浮迁移的结果,也是流场瓦斯不断解吸涌出与漏风不断流入所形成的一种动态平衡结果。研究结果表明,采空区高位抽采流量与抽采获得的瓦斯体积分数近似呈反比例函数关系、与回风巷瓦斯体积分数呈负指数函数关系。

矿井3D风网图及基于MATLAB仿真编程实现

针对复杂矿井通风网络解算问题,基于MATLAB语言及其图形处理平台,提出用真实3D矿井巷道连结关系(3D风网图)代替复杂网络图进行解算。该方案只需将实际矿井巷道真实描画出来,由计算机程序自动从真实巷道中提取通风网络的拓扑关系,并自动添加大气、通风机风硐、掘进巷道风筒等辅助分支,将同属性巷道分支合并,缩减通风网络图的规模,得到计算所需的内部通风网络图。3D风网图是将矿井通风网络看作一个力学模型,直接按基本回路计算自然风压。从本质上说,3D风网图表达的是"具象"的通风网络图,它超越了传统平面网络图的技术层面。应用该通风仿真程序,能有效解决矿井通风信息管理、三维矿井通风立体图的自动生成、矿井通风网络自动解算、风网参数的自动标注等问题,在铁法矿区大兴煤矿的应用结果验证了其可靠性。

煤样封闭耗氧试验及其参数测定分析

为确定数值模拟所需的煤氧化参数,介绍了测定煤耗氧速度常数和CO生成比率的常温煤样氧化封闭试验方法。测定数据的回归分析表明,煤样耗氧变化符合负指数函数衰减的一般规律。通过煤样氧化封闭试验,可获得与煤样状态同比条件下煤的耗氧速度、耗氧时生成CO比率和煤样氧化下限氧浓度等重要参数指标。试验验证了煤耗氧速度与环境空气中氧浓度成正比;提出了堆积煤样的体积耗氧速度常数新指标,其值可通过试验直接测定;给出了耗氧速度(量)与CO产生速度(量)的比例变化关系。本研究可为煤自燃过程模拟计算与自燃预测研究提供关键性基础参数。

放顶煤采空区瓦斯源强度与自燃的关联性

研究了采空区瓦斯涌出与遗留煤自燃之间的内在耦合关联问题。通过运用G3软件对采空区非线性渗流-多组分气体-温度场和非均匀耗氧的数值模型的求解,量化给出采空区不同瓦斯涌出强度下各变量分布状态。计算结果表明:采空区瓦斯源涌出与工作面风压形成压力平衡,决定着工作面与采空区之间的风流交换和瓦斯涌出,影响变化近似呈一一对应的线性关系。瓦斯涌出强度越大,采空区氧浓度分布空间大大缩小,采空区自燃氧化带宽度与瓦斯涌出近似呈衰减变化。从自燃升温过程模拟得到,高强度瓦斯涌出能够抑制采空区自燃升温,延长了采空区自然发火期。模拟结果符合现场实际情况。研究指出高瓦斯易自燃矿井采空区瓦斯治理应与自燃防治相结合综合考虑。

大兴矿高瓦斯易燃综放面氮气防火的应用

分析了大兴煤矿N2702和N2703综放面回采期间发生自燃的原因,介绍了N2701综放面采用科学注氮防火,合理通风,合理抽采瓦斯,有效抑制煤的氧化自燃,确保了大兴矿高瓦斯易自燃综放面的安全回采。

双三专电源在煤矿中的应用

近年来煤矿瓦斯事故不断发生,引起了全社会的普遍关注,其中发生在掘进工作面的瓦斯事故占70%以上,且大部分发生在排放瓦斯期间。文章讨论的是在掘进工作面局部通风机采取双三专供电的方案,完全可以做到不停风,也就消除了排放瓦斯的隐患。

大兴矿应用“两道”处理火区技术

以铁法煤业集团大兴矿N2703火区安全启封并回撤支架为例,论述了因自然发火而封闭的采煤工作面,应用"两道"即专用消火道、注氮道处理火区和启封回撤防复燃技术。

40T刮板输送机刮板链液压张紧装置设计及应用

煤矿井下使用的小型运输设备40T型刮板输送机,在实际生产过程中,需要频繁延伸或缩短,即需要频繁的掐链子。而刮板输送机的原制动闸使用时非常不方便,且不安全。为此我们设计并研制了一种刮板链液压张紧装置,解决了这一难题。

综放面撤架注砂和注氮防火技术

大兴煤矿将传统的水砂充填技术和近年来的注氮新技术相结合,应用于综放面的撤架防火,取得了显著的防火效果。本文分析了大兴煤矿综放面撤架期间的自然发火因素,介绍了注砂和注氮防治综放面自然发火的防火原理、工艺和防火效果。

多糖/金属有机框架(MOFs)复合气凝胶的制备及应用进展

气凝胶材料是一类具有三维纳米结构的多孔材料,在航空航天、石油化工、环保工程、建筑工程、化学催化、医药卫生等领域表现出广泛的应用价值,自问世以来一直深受人们的关注。由纤维素、壳聚糖、海藻酸等多糖制备得到的气凝胶材料不仅能够保持传统气凝胶高孔隙率、大比表面积、低密度的特点,还具备了天然高分子可再生、可降解、生物兼容性好的优点,成为了当前的热门材料之一。金属有机框架(MOFs)是一类由金属节点以及有机配体通过配位作用组装形成的多孔框架材料,在吸附、催化、传感、载药等领域都表现出巨大的应用潜力。随着对材料应用功能、加工性能、循环使用性能等要求的提升,近年来人们对多糖/MOFs复合气凝胶材料的研究兴趣逐渐高涨。自2016年第一例纤维素纳米晶/MOFs复合气凝胶材料被报道以来,研究人员尝试了多种不同的多糖以及MOFs组合,制备了不同类型的多糖/MOFs复合气凝胶材料,并探索了它们在不同领域的应用。本文首先总结了多糖/MOFs复合气凝胶材料的三种常见制备策略:(1)将预先制备好的MOFs与多糖直接混合制备复合气凝胶;(2)在多糖分子表面原位生成MOFs之后再制备复合气凝胶;(3)在已制备好的多糖气凝胶中原位生成MOFs再制备复合气凝胶。通过相应的实例详细介绍了这些制备方法的特点,然后分别介绍了多糖/MOFs复合气凝胶材料在不同领域中的应用情况,最后针对当前该领域研究存在的不足以及面临的问题提出了解决方法并展望了未来可能的发展方向。

发挥技术保障作用有效管控“一通三防”险

各位领导：大家好!按大会议程安排，由我代表通风处向大会做技术管理经验介绍与大家交流。通风处在集团公司裴总领导下，负责集团公司“一通三防”、防突、防冲和安全监测等系统的技术管理、监督和指导，负责接待上级对一通三防等专项检查。目前通风处在籍7人。

顺层钻孔螺旋排渣工艺及封孔技术

松软突出煤层由于煤质松软，瓦斯含量高，钻孔施工非常困难，容易出现喷孔、塌孔、夹钻等异常现象，导致钻孔成孔率低、成孔深度小和封孔不严等问题，这严重影响了钻孔瓦斯的预抽效果，本文根据ZYW-1900R钻机配套螺旋钻杆的特点进行不同排渣工艺试验和新型封孔工艺的应用研究，探索适应松软突出煤层瓦斯预抽技术。

顺层钻孔螺旋排渣工艺及封孔技术

松软突出煤层由于煤质松软，瓦斯含量高，钻孔施工非常困难，容易出现喷孔、塌孔、夹钻等异常现象，导致钻孔成孔率低、成孔深度小和封孔不严等问题，这严重影响了钻孔瓦斯的预抽效果，本文根据ZYW-1900R钻机配套螺旋钻杆的特点进行不同排渣工艺试验和新型封孔工艺的应用研究，探索适应松软突出煤层瓦斯预抽技术。

注凝胶技术在易自燃综放面防火上的应用

分析了大兴煤矿N2七层综放面煤层自然发火因素,对注氮气防火效果较差的开切眼、进回风顺槽巷道松动圈采用注凝胶堵漏、阻化和降温,取得了显著的防火效果。介绍了注凝胶的防火原理、方法、效果和成本。

采用MODBUS做为总线协议实现安全监测系统升级

本文论述了大兴煤矿安全监测控制系统升级的原因，对升级后的系统的通讯结构及采用新型协议MODBUS做了说明，以及在实施过程中应注意的问题。‘

高压脉动水力压裂卸压增透技术及应用

为了改进现有卸压增透技术,解决目前煤矿区域瓦斯治理存在的问题,在水力压裂技术的基础上,提出了高压脉动水力压裂卸压增透技术.采用理论分析和现场试验的方法,研究了脉动压力在裂隙中的传播规律以及卸压增透效果.结果表明:脉动水力压裂可以使煤体的某些物理量反复交变,产生疲劳破坏,从而疏通孔隙,提高透气性;脉动压力在24MPa、频率在20Hz时,卸压效果最好;压裂前后抽采体积分数平均增加了264.7%,瓦斯流量增加了245.5%;突出危险性指标q值和S值显著减小,变化幅度降低.该技术可以有效增大单孔影响范围,提高抽采效率,具有广泛的应用前景.