大断面交岔点综合机械化快速掘支成巷技术

为解决大断面交岔点掘进跨度大、支护困难、施工速度慢、工期紧张等问题,通过分析交岔点煤柱的应力极限平衡状态和炮掘对围岩的扰动程度,提出采用EBZ200综掘机正台阶式快速掘支成巷的施工方案。以王家岭矿北辅助运输大巷掘进工作面为例,采用这种方法,先施工扩大点向斜巷掘进拱基线以上的部分,落矸后及时护顶,掘进到设计位置后,再掘进拱基线以下的部分,成型后逐步扩大和挑高断面,最后进行支护和喷浆;斜巷掘进到位后转向直巷用相同工艺掘进。结果表明,综掘机在4天内快速掘支成型交岔点大断面巷道,这项技术既提高了巷道交岔点的掘进速度,也克服了因应力叠加窄煤柱不易支护的困难,为巷道交岔点的机械化作业提供了参考依据。

褐煤低温氧化分子结构单元变化特性

为了进一步揭示煤自燃微观反应机理,通过电子自旋共振试验和傅里叶红外光谱试验,对褐煤氧化升温过程中自由基和官能团等分子结构单元的变化进行研究,并对两者的反应路径进行量子化学分析。研究结果表明:在氧化升温过程中,自由基浓度持续增长,220℃时显著增大85.6%,说明低温氧化阶段自由基产生量大于消耗量,自由基总量增加可以提高反应体系的反应活性;过渡产物-COOH含量呈近似指数型增长,220℃时增加72.3%,游离态·OH、氢键自缔合-OH和酚、醇、羧酸-OH这3种基团含量均逐渐降低,20~60℃时是快速降低区;煤中官能团等结构单元与氧气间的链式反应有2种反应路径,即线性路径和交叉/循环路径;线性反应路径通过羟基自由基等关键基团参与的多活性链式位点反应转换到交叉/循环反应路径,这种转换将加快煤自燃反应进程;特定官能团的含量变化是该官能团在不同反应路径中参与的多个反应序列竞争结果的体现,反映了官能团在煤自燃过程中的不同反应机制。

弧形顶板垮落对上隅角瓦斯扰动的研究

通过对弧形顶板平衡状态下的受力分析,确定了影响其平衡的4个主要因素,且将4个关键因素简化在不规则三角体模型中,推导出弧形顶板垮落前后空间体积变化量的计算公式。这一体积变化量与工作面内部及下隅角在来压时的体积变化量的三者之和,再减去向采空区的漏风风量,即为来压期间从上隅角位置涌出气体的增大值。分析4个矿井工作面上隅角CH4体积分数监测记录,得出来压期间上隅角瓦斯体积分数的变化规律。上隅角瓦斯的涌出受其正上方弧形顶板的影响最为严重,伴随弧形顶板周期垮落,上隅角处气体涌出量周期明显增大。根据康城矿和云驾岭煤矿来压期间上隅角附近风量监测数据,得出来压期间上隅角风量的增大值。将实测增大值与理论值比较分析,两者误差小于5%。

平山煤矿采空区高位钻孔瓦斯抽放数值模拟

针对平山煤矿首采煤层11011工作面采空区瓦斯浓度较高和上隅角瓦斯超限问题,提出高位钻孔瓦斯抽放的治理方案。基于采空区高位钻孔参数布置方程,计算分析了11011工作面采空区瓦斯抽放问题,并通过Fluent软件模拟了高位钻孔下采空区瓦斯浓度分布,直观展现了瓦斯浓度的分布变化。把高位钻孔布置在双"U"的外"U"中,离回风巷平距20 m处开孔,开孔高度为4 m。现场实验数据显示,该抽放技术使得上隅角瓦斯浓度低于0.5%。