多层坚硬顶板特厚煤层综放工作面小煤柱护巷技术

为研究小煤柱护巷巷道的稳定性及其阻隔同层位邻近采空区灾害的特征,以大同矿区石炭系坚硬顶板特厚煤层开采为工程背景,采用理论分析、实验研究、数值模拟等研究方法,从小煤柱护巷巷道的稳定性和其是否具有阻隔同层位邻近采空区有害气体能力2个角度,综合分析小煤柱的合理尺寸及其在不同采动阶段渗透率的演化特征。针对同忻煤矿石炭系煤层8210工作面沿空掘巷小煤柱开采具体的开采条件,建立了双关键层采场内外应力场叠加的力学模型,推导出双关键层条件下沿空掘巷小煤柱合理尺寸的计算关系式,理论确定8210工作面小煤柱合理尺寸为6.0 m;应用DJG–Ⅱ型煤岩渗流测试装备,研究不同采动阶段小煤柱渗透率演化特征,试验确定在第3采动阶段小煤柱渗透率较初始渗透率增大了23倍,该阶段小煤柱基本失去了阻隔邻近采空区有害气体的能力。根据理论研究结果,现场选取6 m小煤柱进行工业性试验;根据试验研究结果,开采试验过程中对小煤柱进行了改性降透措施,在小煤柱表面及顶板距煤柱帮1500 mm范围内喷射厚层混凝土(100 mm)。实践表明:工作面回采过程中小煤柱护巷的回采巷道发生了一定的变形量,但是巷道变形在安全可控范围之内,巷道稳定,可实现安全回采;开采过程中8210工作面上隅角CH4气体浓度远低于邻近8305工作面采空区CH4气体浓度,表明小煤柱经过改性降透后具备了阻隔同层位邻近采空区有害气体的能力;开采实践也进一步验证了理论和试验研究成果的合理性和科学性。研究成果可以为类似条件下小煤柱护巷技术的推广应用提供参考。

弹−塑性基础边界两侧采空(留煤柱)基本顶板结构初次破断特征

为了研究两侧采空留煤柱工程条件下基本顶板结构的断裂位态及工程指导意义,构建考虑实体煤弹塑性变形与两侧煤柱宽度及支撑能力弱化的基本顶板结构双塑化基础边界力学模型,基于有限差分算法与主弯矩破断准则系统计算了在非对称煤柱区和长边实体煤区的断裂线形态、区位属性及整体位态特征,并从7个层面、横纵向4对区域与传统模型对比,阐明新模型所得新结论及工程意义。结论如下:(1)两侧非对称煤柱参数对长边实体煤区域的基本顶主弯矩及破断位置影响小,但分别显著影响煤柱区的主弯矩大小、位置及断裂形态。两侧煤柱区(较强/宽煤柱区+较弱/窄煤柱区)基本顶断裂线形态有3类演化模式,随基本顶厚度及弹模增大而煤柱宽度、支撑能力及悬顶跨度减小,其变化规律为:非对称的“连续单弧形+连续单弧形”→“连续单弧形+开口间断双短弧形”→非对称的“开口间断双短弧形+开口间断双短弧形”。(2)长边实体煤区基本顶的断裂线主要有3类区位属性,随基本顶厚度及弹模增大而实体煤的塑性区宽度、塑化程度及悬顶跨度减小,其演变规律为:断裂线在塑性煤体区(C-S式)→弹塑性煤体分界区(C-TS式)→弹性煤体区(C-T式);(3)考虑断裂线区位属性,随基本顶厚度和弹模增大而煤柱宽度、支撑能力及悬顶跨度减小的基本顶全区域破断模式及演变规律为:C-S式的■→C-TS式的■→C-T式的■→C-T式的■→C-T式的■。针对研究两侧采空(煤柱)基本顶板结构破断的3类力学模型,从7个层面对比了3类模型的重要区别,从横向4个区域(开采区域的前方与后方、两侧煤柱区)与纵向4个区域(非对称遗留煤柱下伏、下伏开采空间出/进煤柱/体)阐明了其重要工程作用。

矿物填料对水性超薄型防火涂料性能的影响

【目的】研究不同矿物填料及其复配比例对水性超薄型防火涂料性能的影响。【方法】以水性环氧/纯丙复配乳液作成膜物质;聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺作膨胀体系;钛白粉(TiO_(2))、煤矸石(CG)、膨润土(BT)、水滑石(LDH)作矿物填料进行了XRF、TG、FTIR和SEM分析。【结果】结果显示:单一矿物填料的防火性能由强到弱排序为TiO_(2),CG,BT,LDH.单一TiO_(2)填料防火涂料燃烧80min炭层膨胀倍率达到13.6,钢板背温为274.9℃,其炭层结构存在强度弱的问题。复配矿物填料能够达到高效防火、节能低耗、经济环保的目标,同时为矿物填料的高值化利用提供了一种新途径。当TiO_(2)、BT、LDH复配质量比为6∶2∶2时,燃烧炭层膨胀倍率为14.9,钢板背温仅为268.8℃;TiO_(2)、BT、CG复配质量比为8∶1∶1时,膨胀倍率为14.5,钢板背温仅为261.0℃,防火性能优于单一矿物填料。扫描电镜观测发现,BT、CG和LDH的加入使炭层表面结构更致密,结构更坚固。红外光谱分析可知,炭层的残留物中存在磷化物和金属氧化物,炭层结构强度增强。热重分析两种防火涂料的残炭量依次为36.35%、36.92%,炭层热屏蔽性能提高。

薄煤层小直径螺旋滚筒的装载结构设计改进

为了改变薄煤层小直径滚筒装载效果差的现状,从采煤机螺旋滚筒的装煤原理出发,研究在滚筒设计中主叶片和装载叶片的传统设计特点,分析传统设计的缺陷,指出小直径滚筒出现装载效果差可能存在的原因。通过对滚筒叶片尾部进行部分结构设计改进,使截割叶片、装载叶片和犁煤板倾斜组焊为半封闭结构,有效抑制煤从滚筒的切线方向抛出,减少粉尘生产量,提高滚筒的装载能力,实现装载率的提高。

刮板输送机配套参数对采煤机装煤效率的影响

采煤机滚筒在开采中起截煤与装煤的作用,随着对采煤机功率的深入研究,目前采煤机滚筒的截煤能力已基本满足要求,但装煤效率方面还存在很多问题,中厚煤层方面装煤效率的研究更是少之又少。基于离散元理论,结合颗粒位移方式以及颗粒间接触本构建立了中厚煤层双滚筒采煤机仿真模型,通过模拟计算出采煤机刮板输送机挡煤板高度、中部槽宽度、中部槽与煤壁水平距离等因素对装煤效率的影响曲线,并进一步分析其影响原因,为今后双滚筒采煤机装煤效率的改进与研究奠定了基础。

高品质太阳能支架用热轧钢带的开发生产

针对太阳能支架轻量化、高强化的实际要求,联合某冷轧企业,采用低碳、低硅、微钛的成分体系设计,通过控轧控冷工艺成功开发出355 MPa强度级别,同时满足易涂镀、高延伸使用要求的太阳能支架专用热轧钢带。该钢带组织为珠光体+铁素体,晶粒细小均匀,具备高强韧性的同时,兼顾较好的延展性及表面质量,满足客户冷轧退火后性能要求,以及镀锌铝镁不漏镀、无漏点的高表面质量要求。

甲醇水分离塔在线清洗研究

针对低温甲醇洗装置粗煤气中含有煤粉、煤焦油等物质,在甲醇水分离塔塔盘、再沸器表面附着,造成甲醇水分离塔分离效果下降的问题,分析了产生的原因,采取了三种切实可行的在线清洗措施,避免了低温甲醇洗及后系统降负荷,实现装置连续运行639d,为同行业、同类装置长周期运行,提供参考与借鉴。

付村选煤厂粗煤泥回收系统技术改造实践

为解决付村选煤厂在粗煤泥回收工艺系统中存在的问题,通过采取对倾斜板沉淀器系统升级、使用ZKJ系列叠层筛替代原分级旋流器+高频筛工艺系统、优化筛下水管理等措施完成了粗煤泥回收系统改造。改造结果表明:解决了倾斜板沉淀器错配物较多,分级效果差,高频筛筛下水跑粗、筛上物灰分高的问题;保证了选煤厂粗煤泥环节高效稳定运行,提高了粗精煤回收率,减轻了浮选系统负荷,避免了重介精煤“背灰”问题。

煤矿底板突水的影响因素及防治技术研究

煤矿采煤过程中,突水现象时有发生,严重危害了煤矿企业的安全生产。以山西省平口煤矿为例,结合现场钻孔观测数据和经验公式计算了煤层底板导水破坏带高度,对地层压力、地质构造、开采参数及含水层压力等是影响煤矿底板突水的主要因素进行了分析,采用了煤层底板注浆和采煤方式优化等技术措施提高含水层采煤的安全性,有效降低了平口煤矿底板突水的可能性。

近距离煤层采空区下巷道支护技术研究

3号煤层32501综采工作面位于2号煤层采空区下方4.3~7.9 m位置,采面回采巷道受上覆采空区影响,导致围岩变形控制难度较大.采用理论方法计算2号煤层回采后底板最大破坏深度,分析2号煤层回采会破碎3号煤层顶板完整性,导致顶板破碎,给采面回采巷道围岩控制带来制约.结合3号煤层埋深较浅、地应力显现不明显且回采区地质构造简单特点,提出采用锚网索方式支护围岩,顶板通过高强锚杆+短锚索支护,巷帮帮肩采用高强长锚杆补强、避免巷帮片帮,辅助采用金属网、W钢带提高护表强度.现场应用后,32501综采工作面围岩变形量在较小范围内,实现了近距离煤层采空区下破碎顶板回采巷道围岩变形有效控制.

音频电透视与瞬变电磁法联合探测唐家会煤矿底板奥灰水的应用效果

煤矿工作面底板突水严重威胁了安全高效生产,如何准确有效地预先探明底板隐伏异常含水体是煤矿防治水的关键。大量现场经验表明,单一的工程物探方法因其客观存在的局限性,往往难以满足复杂的生产需求。综合物探法具有数据丰富、方法互补等优点从而得到广泛应用,对煤矿防治水具有重大意义。以唐家会煤矿62103工作面为例,提出了矿井瞬变电磁法和音频电透视相结合的综合物探方法,对62103工作面底板地质情况进行了综合勘察分析,并利用定向孔钻进技术进行了验证。综合物探法探测到的工作面1号和2号低阻异常平面位置基本一致,分析认为1号低阻异常反应为煤层底板下岩性富水性较强所致、发育深度在底板下0-80m范围内,2号异常区域为裂隙较为发育所致、发展深度集聚于底板下侧的0-40m左右。定向孔钻遇1、2号异常体均存在出水量异常增大的现象,表明综合物探法探测结果具有较高的准确度。矿井瞬变电磁法和音频电透视相结合的综合物探法为煤矿安全高效生产提供更为准确的水文地质参数,是未来煤矿防治水安全的重点发展方向。

选煤弧形筛筛板弧形座的柔化及疲劳分析

基于选煤弧形筛的工作原理,提出一种选煤弧形筛筛板弧形座的柔化及疲劳分析方法。此方法需构建选煤弧形筛筛板弧形座模型,以此为基础实施选煤弧形筛筛板弧形座的柔化及疲劳分析,通过分析结果验证方法有效性的同时,也能够确认选煤弧形筛筛板弧形座的使用寿命情况。此外,研究中还会将此方法应用于工程实践,进而对各类选煤弧形筛弧形座的使用寿命进行检验分析。

断层区煤巷顶板破断问题与支护研究

为解决煤巷断层区顶板破断引起的冒顶事故,在简述该事故危害的基础上,对其产生原因、机制进行深入分析,然后提出相应的支护对策,为相关人员提供参考,有效预防断层区煤巷顶板破断冒顶事故发生。

长水平孔超前水力压裂治理巷道顶板技术研究

针对特厚煤层工作面回采期间伴随强矿压显现、巷道超前影响范围大、矿压剧烈、不易维护的问题,以同忻煤矿8311工作面2311巷为工程研究背景,采用长孔水力压裂原理,通过优化水力压裂参数制定了长孔水力压裂方案。结果表明:采取长水平孔超前水力压裂措施后,超前采动压力强度和范围明显降低,并且0~20^(#)支架处工作面支架阻力降低,悬顶能够及时垮落;改善了巷道围岩应力环境,有效降低了两侧采空区顶板岩层向工作面端头巷道传递应力的等级,巷道围岩变形降低60%以上;改善了工作面端头以及回采前方巷道应力结构,来压强度明显减弱,起到了调控巷道应力等级的目的,从而实现工作面安全高效回采。

粉煤袋式过滤器内粉煤焖烧的原因分析及处理措施

Shell粉煤气化装置在停车检修期间,发生了粉煤袋式过滤器内粉煤焖烧的事故。分析了事故发生的原因,采取停止粉煤外排、输入一定量氮气惰化粉煤袋内的粉煤、间隔洒水降低粉煤温度等措施,避免了粉煤袋式过滤器滤袋和防爆板的损坏。

挡尘板对采煤机截煤产尘的影响研究与设计

采煤机截煤产尘作为综采工作面最大的尘源之一,受采煤机机身阻挡,采煤机截煤产尘横向扩散,迫使粉尘向支架行人侧扩散,污染作业人员区域环境。为了探明挡尘板对采煤机截煤产尘影响,结合神东某工作面的具体情况构建了综采工作面采煤机截煤产尘的三维模型,采用数值模拟的方法对工作面的风流-风速分布、粉尘质量浓度、粉尘运移规律进行研究。结合工作面的结构特征设计了挡尘板,并进行了现场应用。结果表明:相较于正常通风的综采工作面,挡尘板对采煤机截煤产尘的影响较大,在与采煤机上风侧端面齐平的情况下,能够将10 m范围内的粉尘全部阻断,20 m范围内的粉尘控制在50 mg/m^(3)。通过工程应用,设计了可移动的机构,满足其随采煤机移动的需要,同时采用上梁下空的结构,防止煤块的冲击引发的失稳。粉尘浓度测试表明,采煤机上、下风侧司机位置的降尘效率达到了90%以上,超过20 m范围的降尘效率在70%以上。

煤炭大样制备系统技术升级实践探究

煤炭大样制备系统是当前对商品煤人工采样样品进行制备的一种自动化制样系统,在样品制备过程中给料胶带和破碎机容易发生堵煤故障导致制样效率降低,影响煤炭检测结果的时效性。通过对煤炭大样制备系统存在问题进行分析研究,确定在给料仓下料口对应的给料胶带下方增加托辊、给料仓内增加给料搅拌装置、破碎机筛板改为不同孔径的双层筛板。结果表明,技术升级后的煤炭大样制备系统能够制备全水分小于20.0%的煤炭样品,且未发生堵煤故障;经性能试验表明,升级后的煤炭大样制备系统制样精密度符合要求且不存在实质性偏倚,其中灰分差值平均值为0.00%,全水分差值平均值为-0.08%。

采煤机拖缆装置的优化分析

为了解决采煤机拖缆装置频繁出现刮卡电缆、故障率高的问题,在对拖缆装置所存在的问题进行分析的基础上,针对性地对拖缆固定板、拖缆移动板、拖缆压板和连接装置进行了优化。根据在MG2×200/890-WD1型采煤机上的实际应用表明,优化后彻底解决了采煤机运行过程中的刮卡电缆问题,将脱缆装置的运行故障率降低了88.2%,有效地提升了拖缆装置的应用可靠性。

三维激光扫描技术在储煤筒仓耐磨衬板检测中的应用

针对储煤筒仓内部封闭、光线不足等复杂环境造成传统方法难以实现对耐磨衬板病害检测的问题,本文采用三维激光扫描技术对黄骅港储煤筒仓内部耐磨衬板病害情况进行了检测与评估。通过三维激光扫描技术完成了对筒仓内部结构的三维模型构建,介绍了点云数据处理流程、数据分析方法,结合三维模型云图和灰度影像图实现了对衬板脱落、磨损等病害情况的识别与分析,验证了三维激光扫描技术在储煤筒仓耐磨衬板病害检测中的可行性和有效性,为储煤筒仓的维护和修复提供了依据。

唐口煤业选煤厂对STC2000超高压压滤机的改造实践

分析了唐口煤业选煤厂尾煤STC超高压压滤机使用过程中存在的隔板变形问题,对滤板进料结构进行了升级改造,应用实践表明,改造后的进料结构降低了滤板发生形变的概率,延长了滤板及配件的使用寿命,降低了运营成本,实现了提质增效。