基于采空区热源的工作面风温变化规律及控制

针对采空区高温热源漏风携热及机电设备影响工作面温度的问题,以济宁二号矿3302工作面为例,采用数值分析方法,建立了工作面物理模型,研究了基于采空区热源下工作面风流温度的变化情况,分析了不同热源位置、供风量对工作面温度场的影响规律,依据附面层理论及模拟云图,确定了最佳挡风帘尺寸。通过现场实测,布置20 m+10 m风帘的阻隔效果最佳,布置后工作面风温降低2.3℃,能够有效防治采空区内高温热源携热漏风。

西部生态脆弱区村庄下固废绿色充填开采技术应用研究

针对西部生态脆弱区村庄下压煤及高强度开采产生的固废排放处置、地表沉陷控制难题,提出了短壁连采连充式胶结充填采煤技术。阐述了该技术的技术内涵和采充工艺,分析了充填材料的组成和强度,确定了适用于工程现场的充填材料矸石(炉渣)、粉煤灰、石膏、水泥、矿井水配比为74∶2∶2∶7∶15,料浆浓度为85%,该配比下充填体单轴抗压强度可达3.1MPa左右。该技术充填系统包括矸石运输系统、泥浆制备系统、监测系统、工作面充填系统四大部分。工程应用表明:该技术开采5.25m厚的煤层充实率可达98%以上,地面最大下沉量约为180mm,可处理工业固体废弃物40万t,充填效果良好。

基于无废企业工业废料充填体强度与材料配比优化研究

为了构建无废企业,某煤电一体化企业采用连采连充式充填来循环再利用其生产的工业废弃物。结合充填工艺特点,以矸石和炉渣为骨料,粉煤灰、石膏、水泥和电厂废水配成的浆液为胶结材料,用DPS数据处理系统建立回归模型,通过方差分析与响应曲面分析法分析双因素交互作用下对充填体强度影响。研究结果表明,石膏水泥比与矸石浆液比交互作用影响最大,其次是粉煤灰水泥比与矸石浆液比的交互作用,石膏水泥比与粉煤灰水泥比交互作用影响最小。根据优化结果得到最终配比为石膏水泥比0.1,粉煤灰水泥比0.35,矸石浆液比2.9,以此参数得到充填体试验最终强度为5.21 MPa,其相对误差小于5%。研究结果可为无废企业的废弃物的循环再利用提供借鉴。

单向、双向和三向扰动诱发岩爆碎屑特征实验研究

通过自主研发的冲击岩爆实验系统,开展单向、双向和三向扰动诱发岩爆的实验,研究不同扰动方向条件下冲击岩爆实验碎屑的质量、粒径、Weibull分布和分形特征,探讨扰动方向数量的增加对冲击岩爆的影响。研究结果表明:单向、双向和三向扰动条件的冲击岩爆实验碎屑破碎程度均较高,呈现明显片状特征;随着扰动方向数量的增加,岩爆破坏碎屑的破碎程度降低,形成碎屑所耗散能量减少,说明扰动方向数量增多对冲击岩爆的剧烈程度具有阻碍作用。

基于BN-ELM的煤矿瓦斯风险预测与可视化研究

煤矿风险预测可以准确掌握煤矿安全生产状况,为决策者提供数据支持。根据煤矿的实时监测数据,以瓦斯风险为例,基于贝叶斯网络与极限学习机(BN-ELM)建立风险预测模型,将预测值与实际值进行比对,并进行可视化表示。结果表明:基于此模型进行预测,可达到较高的准确率,可视化的结果直观地使管理者做出相应的决策与管理。

采煤工作面空冷器位置及风流参数优化研究

针对济宁二号煤矿10303采煤工作面高温热害问题,采用数值分析方法,建立了工作面物理模型,分析了风筒长度、风筒的出风口距离及温度等多因素对降温系统的影响,确定了不同工况(生产和停产)的温度控制参数;通过自动启闭控温设施控制空冷器出风温度,实现了不同作业下采煤工作面所需的制冷量,解决了工作面高温热害问题。结果表明:100 m风筒长度、50m风筒出风距离的降温效果最好;当工作面正常开采作业时,出风温度设置应小于16.5℃,工作面的平均温度将降低3.7℃;当停采作业时,出风温度设置应小于20.5℃,此时工作面的平均温度将降低3.5℃;2种工况下的参数均能达到采煤工作面的温度控制目标。