GDRT煤矸智能分选系统在新维煤业公司的应用

概述了GDRT煤矸智能分选系统的工作原理与主要特点,论述了该系统在新维煤业公司的实际应用情况,对40~70 mm、70~200 mm粒级块原煤的分选效果良好,选后小于40 mm末原煤发热量提高约1.46 MJ/kg,末煤质量得到提高;大于40 mm粒级块精煤产量增加,销售收入提高;同时减少了选矸人工数量,降低了人工成本,减少了潜在的安全事故风险。

低渗煤层液态CO_2相变射孔破岩及裂隙扩展力学机理

液态CO_2相变射孔致裂增透技术作为一种有效的低渗煤层强化抽采方法,已被广泛的应用研究。但由于该技术在破岩及裂隙扩展力学机理方面研究不足,在一定程度上影响该技术进一步发展及应用。基于热工学、弹性力学、断裂力学等理论基础,建立了液态CO_2相变气体射流压力模型,理论分析了液态CO_2相变射孔破岩力学机理、地应力条件下裂隙扩展力学机理。采用PFC2D离散元颗粒流分析软件,进行数值模拟研究,分析了不同地应力及射流压力条件下液态CO_2相变射孔破岩及裂隙分布特征。在以上研究基础上,在川煤集团白皎煤矿进行现场试验,研究表明该技术可有效提高低渗煤层瓦斯抽采效率。

新维矿区围岩瓦斯渗透率演化规律研究

为了得到新维矿区顶底板围岩瓦斯渗透率受巷道掘进影响的演化规律,从力学角度分析了煤岩体的变形与应力变化同渗透率的关系式;给出了不用状态下的应力-渗透率关系式及特征演化曲线;利用FLAC3D软件模拟新维煤矿8104工作面风巷的渗透率演化规律;研究了煤岩体在不同推进距离下围岩渗透率最大位置及最大值的变化。结果表明:对于新维煤矿来说,煤岩体的瓦斯渗透率不会随着巷道的掘进而变化,并且渗透率最大值点始终固定在顶底板内1.6 m左右,最大值约为3.51 mD,满足瓦斯自主解析能力。

缓倾斜煤层矿压显现规律的研究

通过FLAC3D数值模拟软件模拟研究了缓倾斜煤层工作面的上覆岩层运移形态、沿工作面倾向采动应力分布规律,以及工作面回采后塑性区演化规律。得出:工作面回采过程中,工作面顶板受开采卸荷作用的影响,顶板出现垂直向下的卸载膨胀变形,引起顶板的离层、冒落,底板出现垂直向上的卸荷膨胀变形,且煤层顶板变形大于底板;随着工作面的不断推进,采空区顶板位移演化规律近似于椭圆形随轴比变化,当轴比接近1时,顶板下沉影响区域近似为“O”形;煤层回采后,工作面前后方出现应力集中现象,由于工作面不断推进,煤壁和采空区不断向前移动,导致工作面前后方支承应力是移动型支承应力;煤层回采后,工作面周边出现塑性区,且随着工作面回采距离的增加,塑性区面积逐渐增大。

卸围压作用下原煤渗透特性试验研究

利用自行研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置,以川煤集团杉木树煤矿2 + 3#煤层制作的原煤样为研究对象,进行不同瓦斯压力和不同含水率卸围压条件下(固定轴压卸围压)含瓦斯煤渗透特性的试验研究,研究结果表明,随着围压的卸载,煤样孔隙缓慢张开,孔隙率增大,气体通过煤样能力增强,煤样渗透率逐渐增大,且煤样渗透率与围压呈负指数函数关系;卸围压初期煤样渗透率随瓦斯压力的增加逐渐增大,随含水率的增加呈波动状减小;瓦斯压力越大,煤样渗透率越高。含水率越大,煤样渗透率越低;卸载过程中煤样径向应变逐渐恢复呈上凸型缓慢增大,加卸载过程中煤样泊松比随径向应变的增加呈下凸型减小。

叙永一矿煤层突出预测敏感指标及其临界值确定

针对叙永一矿实际瓦斯地质条件,将钻屑量指标S和钻孔瓦斯解吸指标K1作为其煤层突出危险性预测的敏感指标,并以历史数据和现场测得的数据为基础,确定了煤层的钻屑量S和钻屑瓦斯解吸指标K1的临界值分别为5.20 kg/m和0.41 mL/(g·min1/2)。通过最小均方差法对煤层突出预测指标进行敏感性分析发现,钻屑量指标S的敏感性相对于钻屑瓦斯解吸指标K1较好,其敏感指标及临界值对叙永一矿后续防突措施的制定和瓦斯治理方案设计具有现实指导意义。

松软煤层采动应力动态分布规律研究

基于现场原位监测及三维数值模拟,研究了高突松软煤层采动应力动态分布规律。结果表明:随着采煤工作面的推进,工作面顶板出现垂直向下的卸载膨胀变形,引起顶板的离层、冒落;工作面回采后,垂直应力在工作面前后出现应力集中现象,且随着工作面的向前推进,应力集中位置前移,垂直应力逐渐减小;工作面前方形成的支承压力最大值发生在工作面中部前方,应力集中系数K为2.5。采动应力现场监测结果表明:煤层支承压力可划分为卸压区、应力增高区和原岩应力区,在工作面前方15~25 m处达到峰值,监测结果与数值模拟结果基本吻合。研究成果揭示了南方浅埋松软煤层应力集中区采动应力的动态变化规律,可为类似矿井的灾害防治提供借鉴。

瞬变电磁探测技术在叙永一矿的应用研究

利用瞬变电磁探测技术对叙永一矿1593工作面回风巷C19煤层倾向上部和底板进行检测,通过分析视电阻率等值线图,得出沿工作面走向20~40 m和560~730 m处可能存在断层或裂隙构造水,120~220 m处可能存在采空区积水,在以后的巷道掘进中需要对潜在的含水区域引起足够的重视。瞬变电磁探测结果和理论计算结果能够较好的印证,证实了瞬变电磁探测的准确性,为叙永一矿新巷道的安全掘进提供了有效的技术依据,证明了在叙永一矿利用瞬变电磁法探测富水区域是可行的,同时也为类似矿井的富水区探测提供了一种可靠的方法。

原岩应力现场与实验室测试对比研究

为验证利用声发射Kaiser效应法测量原岩应力的可靠性和准确性,对杉木树矿S30+96石门分别采用现场空心包体应变法和实验室声发射Kaiser效应法测量其地应力,最后对比分析了2种测试方法的结果。根据测量结果可知,利用声发射Kaiser效应法与空心包体应变法测得的原岩应力值相对误差分别为最大主应力3.59%、中间主应力10.79%、最小主应力11.04%,2种测试方法所得的结果相对误差较小。此外,现场和实验室得到的3个主应力方向也基本一致。研究结果表明,实验室利用声发射Kaiser效应法测量原岩应力具有较高的准确性,声发射Kaiser效应法测量原岩应力可很好地运用于工程实践。

新维煤矿2108工作面硫化氢来源探究

为了确定新维煤矿2108工作面的硫化氢聚集区,采用瞬变电磁和无线电波透射法以及钻孔探测对2108工作面进行了详细的探测,得出该工作面的硫化氢气体没有受到邻近煤矿采空区的影响,并且初步分析无硫化氢通过顶板裂隙进入煤层。通过2108工作面煤层顺层孔的硫化氢气体的监测,获得了每个孔硫化氢气体浓度随抽采的变化,并分析了该工作面硫化氢气体的来源,最终确定了2108工作面硫化氢警戒区。

上覆采空区富水规律瞬变电磁分析

随着我国煤矿开采深度增加,煤层赋存条件愈发复杂。煤层上覆采空区富水情况关系到探放水钻场的布置,甚至对工作面生产带来安全威胁。采用矿井瞬变电磁法,对杉木树煤矿N3032工作面机巷上方顶板区域进行瞬变响应探测,分析上覆采空区富水情况,对工作面探放水钻场布置提供参考依据,同时为工作面的防治水工作提供了真实可靠的地质资料。

低渗高应力煤层瓦斯抽采孔布置效果及优化

采用FLUENT数值计算软件对S3012低渗高应力采煤工作面不同钻孔间距情况进行研究,针对瓦斯高效抽采问题对抽采间距开展数值计算,研究适当扩大钻孔间距后煤层钻孔瓦斯压力分布情况,从而在达到煤层瓦斯预抽率的条件下,确定合理的钻孔间距以减少松软煤层由于钻孔过密而频发的穿孔、塌孔等的现象。

典型沿空切巷回采工艺下近距离煤层群防火技术

针对川南矿区煤层自然发火期短,典型沿空切巷回采工艺下的极近距离煤层群开采漏风控制难度大、发火危险性高的实际状况,结合矿井实际生产技术条件,通过建立"先探,后治,再采"防火机制,集成创新顶板再造、多源漏风测试以及区域通风防火控制等多种工艺并进行了现场技术示范。结果表明,上述防火关键技术满足了火与瓦斯灾害耦合的近距离煤层群赋存下沿空切巷回采工作面防火需要,保障了重点防火工作面的回采安全,回采期间CO气体浓度、温度等指标控制在合理范围内。

院企合作“双重”火灾防治创新管理体系

矿井火灾是威胁矿井安全生产主要灾害之一,煤矿火灾防治重在"预防为主,综合治理,应急处理,标本兼治"。煤矿企业在长期火灾治理过程中,通过不断实践,累积了丰富的现场经验;科研机构在不断研究过程中,通过反复试验,摸索出先进的治理技术,双方各具优势;两者开展深度合作,运用相互融合的新型管理模式,通过建立现场S+研究R"双重"管理方式,在易自然发火煤层开采过程中运用管理M+技术T"双重"预防机制,保障了矿井安全生产。

不同温度与探测频率下的煤电性参数变化规律研究

现有针对煤电性参数影响因素的研究大多为在固定频率或低频率、高温条件下进行的,缺少对超宽带频率和常温条件下煤电性参数影响因素的研究,这对煤电性参数的影响因素研究有一定局限性。针对该问题,为了研究煤电性参数对不同条件下超宽带雷达波井下探测频段选择的影响,利用Concept-80超宽带介电谱测试系统,在0~80℃温度和500~1000 MHz探测频率下测试不同变质程度煤(褐煤、长焰煤和贫瘦煤)的相对介电常数、电导率和损耗角正切值的大小并分析其变化规律。分析结果表明:煤的相对介电常数随着煤变质程度增大而增大,煤的电导率和损耗角正切值随着煤变质程度增大而减小;不同变质程度煤样的相对介电常数均随测试频率的增加而先减小、后增大、再减小,相对介电常数与温度呈正相关关系;电导率与测试频率和温度均呈正相关关系;损耗角正切值与温度呈正相关关系,但测试频率不能很好地反映损耗角正切值的变化。根据3种电性参数在不同温度与探测频率下的变化规律,综合对比3种电性参数对超宽带雷达波在煤中传输的影响,得出在0~80℃条件下使用500~1000 MHz超宽带雷达波穿透煤体进行探测时选择550~650 MHz频率为最佳,且探测频率的选择应随着温度升高而降低。该结论可为在不同条件下超宽带雷达波井下探测频段的选择提供参考。

白皎矿掘进期间火与瓦斯耦合灾害综合防治技术

针对白皎矿2274工作面掘进过程中出现的上邻近煤层采空区火与瓦斯耦合灾害威胁,利用采空区瓦斯易燃易爆浓度范围与自燃带宽度相叠加的火与瓦斯耦合区域判别方法,基于现场监测到的数据,获得自燃带和CH4易爆区间叠加区域为采空区内靠近回风侧方向距离工作面76~100 m。通过加强掘进巷道支护、全断面喷浆及上邻近层采空区注浆与瓦斯泄放钻孔一体化的综合防治措施,保障了矿井的安全生产。

新维矿8102工作面自然发火防治技术

针对川南矿区近距离煤层群开采过程中面临的自然发火防治难题,以新维矿8#煤层首采工作面为例,通过8102工作面回采期间面临的自然发火危险因素分析,得出高位遗煤与采空区遗煤是自然发火的高危区域。提出以自然发火预测预报为先导,以堵漏控风、开区注氮和高位注浆为核心的综合防灭火技术措施,根本上降低了煤层自然发火概率。回采过程中工作面及采空区各地点CO浓度始终保持在20×10^-6以下,保障了工作面的安全回采。

内部市场化“分灶吃饭”管理体制

2015年以来,面对市场竞争不断加剧,产品价格持续下降,效益大大滑坡,亏损严重,体制机制制约等突出问题,在无力改变外部市场环境的条件下,芙蓉集团大胆创新稻盛式阿米巴经营模式,结合本企业文化、特点,运用“利益驱动”和“利益约束”经济杠杆,借鉴模拟法人及市场经济和日本阿米巴经营模式,创新构建以“分灶吃饭”和“内部市场化”为基本运作方式的两大经营管理机制和七大支撑体系,简称“两机七体”的分灶吃饭内部市场化的阿米巴经营管理模式。

新维煤矿总回风巷松动圈测试及围岩类型划分研究

针对新维煤矿新场一盘区由于小煤矿存在,采空区众多,应力集中严重,巷道围岩为软岩,极为破碎,总回风巷已出现底臌、顶板下沉。本文运用松动圈研究理论,结合现场地质调查、超声波探测、钻孔窥视等方法,确定松动圈范围,并对巷道围岩情况进行评定,为总回风巷道返修及运输巷提供科学依据。

区域性矿山应急救援体系构建研究现状与发展趋势

对我国区域性矿山应急救援体系建设现状及存在的问题进行了分析,并着重从区域性矿山应急救援管理体制、组织建设体系、技术支持体系、装备保障体系、信息通信系统、培训及演练体系等方面进行了构建及探讨,提出适应我国矿山当前新形势下的区域矿山应急救援体系构建思路,旨在提高我国政府及矿山企业应对各种矿井突发灾害事件的能力。