“三软”煤层综采工作面覆岩运移和裂隙演化规律实验研究

针对"三软"煤层综采工作面卸压瓦斯治理问题,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟实验研究了工作面受采动影响后采场覆岩运移规律。同时,采用现场仰斜注水钻孔法和高位钻孔瓦斯抽采浓度监测法对实验结果进行验证。结果表明:在相似材料模拟实验中,对观测面刷白后,能更加清晰地观测到裂隙发育情况;相似材料模拟和UDEC模拟结果基本吻合,垮落带和断裂带最大高度分别为12和38 m,则高位钻孔最佳布孔垂距为20~26 m;现场仰斜注水表明垮落带和断裂带最大高度分别为10和39 m;现场高位钻孔瓦斯抽采浓度监测结果表明,1-2和1-3高位钻孔瓦斯抽采浓度最大,其垂距分别为24.4和20.5 m,验证了物理相似模拟和数值模拟实验方法和结果的正确性和科学性。

矿井除尘喷嘴雾化特性数值模拟研究

随着采掘机械化程度的提高,矿井粉尘职业危害日益严重。为了有效地抑制粉尘危害,提高井下喷雾系统除尘效果,利用数值模拟的方法研究了压力旋流式雾化喷嘴的下游流场,得到了液滴的粒径分布规律。对液滴粒径分布特点的研究,有助于矿井喷雾降尘系统的喷头设计、选型和增压系统设计。

钻孔预抽煤层瓦斯影响规律研究

给定煤层多孔介质渗流边界条件,湍流计算选用k—ε模型,瓦斯在煤层中流动采用多孔介质模型,研究了在不同的抽采时间、负压、渗透率、煤层瓦斯压力及不同的钻孔直径等条件下钻孔的抽采半径及抽采量变化规律,研究结论对于现场预抽煤层瓦斯钻孔参数设计有理论指导意义。

煤矿综采工作面粉尘分布及运移规律研究

煤矿综采工作面产尘强度大,是煤矿职业病危害的重大隐患。为了研究综采工作面粉尘的分布规律,降低工作面粉尘浓度,改善工作面劳动环境,文中采用了理论分析和现场实测相结合的方法,分析了综采工作面的产尘特点及影响因素,对董家河煤矿22518综采工作面进行了粉尘浓度的现场实测,分析不同工序及不同地点粉尘浓度的分布及运移规律,结果表明：采煤机割煤是工作面最主要的尘源,移架居第二;割煤、移架时产生粉尘的运动趋势基本相同,先迅速增大,达到最大值后再迅速减小,最后达到稳定;采煤机割煤时下风向10~50 m空间的粉尘浓度最大,需要重点防治。实验测得的数据及得出的结论可为综采工作面制定防尘技术措施提供依据。

工业可燃气体爆炸极限及其计算

可燃气体的燃烧、爆炸是最严重的灾害性事故。最近几年,我国城市天然气及煤矿瓦斯爆炸重特大事故频频发生,给国家财产和人民生命造成了巨大损失,直接影响着我国经济、社会的可持续发展。实践表明,确定爆炸危险性气体的爆炸极限,提前预防是防止该类事故的基本前提。文中系统评述了可燃气体爆炸极限的各种计算方法及其适用范围,期望为相关技术人员提供可靠的计算方法,减少我国工业生产中爆炸性灾害事故。

表面活性剂降尘效果试验研究

为研究表面活性剂沉降机理,减小煤矿喷雾降尘水的表面张力,增强水与煤尘的结合能力,采用对比分析的方法,通过沉降实验研究了5种表面活性剂在不同浓度及复配条件下、添加增效剂Na2Si O3条件下对煤尘的湿润能力。

基于灰色理论-多元回归分析的瓦斯含量预测

根据山阳矿5号煤层的地质情况,分析了瓦斯赋存影响因素,结合灰色关联度分析,得到各影响因素与瓦斯含量的关联度,从而得出影响因素的主次。在此基础上,采用多元回归分析法构建出预测矿井瓦斯含量的数学模型。为检验预测模型的可靠性,任选5个钻孔作为测试钻孔进行瓦斯含量预测,并与地勘时期测得的实际值比较分析,计算误差范围。结果表明:采用预测模型预测瓦斯含量,精度较高,效果较好,能满足工程要求。

焦坪矿区南部瓦斯构造控制规律

煤层瓦斯是含煤地层经历多次构造演化的地质体,只有掌握区域构造演化史,才能够掌握矿井瓦斯赋存规律。运用区域构造演化理论,阐述了焦坪矿区大地构造位置、沉积层序及构造演化史。在此基础上系统研究了构造及其演化对煤层瓦斯赋存的控制作用。研究结论对矿井瓦斯灾害防治和煤层瓦斯抽放利用有重要的理论指导意义。

软煤体孔隙结构及其分形特征研究

为了研究软煤体孔隙结构特征及其对煤体瓦斯赋存、流动特性的影响规律,基于分形理论,采用扫描电镜、低温氮吸附实验等方法,分析澄合矿区典型软煤体的微观孔裂隙结构及连通情况等,运用盒维数算法测算煤样微结构分形维数及分布情况。研究结果表明:澄合矿区软煤体孔隙、裂隙比较发育,孔洞与裂隙之间的连通性较好,软煤体孔隙形态复杂,较高的孔容值使软煤体具有较大的瓦斯吸附空间,一端几乎封闭的不透气性孔及细颈瓶状孔等孔型有利于瓦斯的吸附聚积,不利于瓦斯的扩散运移。研究结果可为深入研究软煤体微结构性质及软煤体中瓦斯运移规律提供理论依据。

煤矿内因火灾防治技术研究现状

随着开采深度和强度的增大 ,煤自燃火灾的发生越来越频繁 ,严重地威胁着国家利益和人民的生命财产安全 ,影响着我国煤炭工业的持续发展。本文介绍了最近几年国内外内因火灾防治技术方面的研究成果 ,重点介绍了国内最新煤自燃机理及防治技术方面的研究成果及应用情况 ,以期为我国煤矿内因火灾的防治提供一条新途径。

基于未确知理论的瓦斯防治系统安全评价方法

煤矿生产系统的安全问题涉及诸多不确定信息,导致煤矿安全评价中,尤其是瓦斯防治系统的安全评价存在着很多复杂而又不确定因素,加之很多安全评价方法理论性太强,很难在实际中得到应用。未确知理论是研究未确知信息的一门科学,本文基于未确知理论提出煤矿瓦斯防治系统的评价方法,并且将其应用到海石湾煤矿瓦斯防治系统中,得出其安全等级,达到了预期的应用效果。论文研究对矿井瓦斯防治和评价工作具有一定的理论指导和借鉴意义。

煤层露头火区孔与裂隙的分形特征

根据分形理论建立煤层露头火区裂隙的面密度分维、露头火区煤岩体孔结构分维及块度分维计算模型,现场观测研究煤层露头火区剖面面密度分维,并根据压泵实验结果研究了煤岩样的孔结构分维,与块度分维计算结果进行了比较。对于更进一步研究煤层露头火区氧气输运、逾渗规律、露头火灾机理具有积极意义。

煤岩与瓦斯微元体破坏突出机理

煤岩与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力、煤体结构破坏、孔洞内煤屑与瓦斯压力及时间效应等共同作用的结果。文中从煤与瓦斯突出发生的整个过程出发,结合现有的煤岩与瓦斯突出机理的研究成果,通过建立煤岩微元体破坏模型,计算煤岩微元体区域破坏概率、煤与瓦斯突出所必须的能量条件,分析煤与瓦斯突出区域的形成与发生,最后,提出了煤岩与瓦斯的突出是从煤岩体微元的破坏开始的,其发展、发育过程是众多煤岩体微元连续破坏的结果,得到了突出区域煤岩体破坏概率的平均强度以及发生突出的必须能量条件关系式,为煤与瓦斯突出的研究提出了一个新的模式与思路,对于防治煤岩与瓦斯突出事故、灾害的发生具有一定的实践与理论指导意义。

煤矿安全评价关键问题及对策

2004年正式开展安全评价工作以来,安全评价依据的法律法规及标准体系不断建立健全,安全评价规范体系初步完善,安全评价师职业制度已经确立,公正、公平、竞争、有序的安全评价技术服务体系也已建立。然而受多种因素影响,安全评价工作质量难以保障,安全评价预期效果和目的难以达到。文中结合近年来煤矿安全评价工作实践经验,系统分析了目前煤矿安全评价工作中存在的问题,并针对影响安全评价关键问题提出了对策建议。

煤自燃危险区域磁法判定技术及应用"

随着矿井开采深度和强度的不断加大,煤层自燃火灾愈来愈严重。煤田火烧区的存在,给矿井勘探、建井及安全生产均带来一定危害。介绍了井田磁法勘探的基本原理,并将其应用于沙沟岔煤矿煤自燃危险区域的评价,判定了煤自燃危险区域边界位置。研究成果可对沙沟岔煤矿煤自燃火灾预测预警提供重要的理论指导,对其他矿井煤自燃火灾的预防也有一定的借鉴意义。

高瓦斯矿井火区锁风启封技术与实践

介绍了象山矿 280总回风巷火区锁风侦探、逐段缩小火区、启封火区的过程，得出火区侦察、锁风启封、逐步逼近火区技术是高瓦斯矿井火区启封行之有效的方法。

软煤体孔隙结构影响瓦斯吸附特性的试验研究

为了掌握软煤体孔隙结构对瓦斯吸附特性的影响作用,基于分形几何理论,采用低温氮吸附和恒温吸附试验方法,对软煤体孔隙结构特征及其对瓦斯吸附特性的影响进行研究,并与硬煤相关特性进行对比分析。研究结果表明:软煤初始氮吸附量大于硬煤,软煤呈现的吸附滞后环比硬煤更为明显,且吸附曲线在高相对压力段上升速率更快,软煤比表面积和孔容均大于硬煤,孔隙数量远大于硬煤,尤其是微孔内吸附力场的叠加作用和中孔内的扩散作用使得软煤吸附势能增强,引入吸附停留时间概念,得出软煤表面较多的吸附位使得瓦斯在软煤体表面吸附停留时间更长,软煤表面分形特征更为明显,软煤表面分维数平均是硬煤的1.47倍,软煤的饱和吸附量及达到饱和吸附的速率均大于硬煤。

山阳煤矿1501面瓦斯赋存规律及控制因素分析

为了查明山阳煤矿1501面的瓦斯赋存规律及其控制因素,采用瓦斯含量直接测定法井下实测了1501面瓦斯含量,利用实测数据结合相关资料绘制了1501面瓦斯含量等值线图,并结合实际情况得出了1501面"Ⅰ区域高,Ⅱ区域低,皮带巷一侧高,轨道巷一侧低"的瓦斯赋存规律。在此基础上,研究分析地质因素对1501面的瓦斯赋存控制作用,得出煤层厚度和水文地质条件是影响1501面瓦斯赋存差异的主要控制因素。研究结论可以对1501面回采期间瓦斯治理提供理论指导。

煤矿重大危险源评价研究

煤矿危险、有害因素与危险源识别是安全评价必不可少的内容,也是制定重大事故应急救援预案的基础,但选择符合煤矿生产实际的辨识与评价方法一直是个难题。根据煤矿生产系统的具体特点,将D=LEC法用于煤矿生产系统危险源辨识与危险性评价,对促进煤矿安全生产有积极的意义。

煤与瓦斯突出塑性区宽度的计算与分析

煤与瓦斯突出不仅与地应力、瓦斯压力、煤岩体强度有关,而且还和卸压区范围有关。卸压区越薄,集中应力区越接近工作面,卸压区煤体被冲破造成突出的可能性就越大。根据煤岩与其顶底板岩层接触类型不同,把煤岩体塑性区的求解分为柔弱端约束和固端约束两类,并运用不同的煤岩体破坏准则对这两种类型煤岩体卸压区宽度与塑性区宽度进行理论计算,得到相应的理论计算公式。煤矿企业可以根据实际情况,理论计算煤岩体塑性区宽度,从而确定安全宽度,以预防煤与瓦斯突出事故的发生。