大同矿区小窑开采严重破坏区安全掘进关键技术研究

为克服近距离煤层群赋存条件下重复采动造成的小窑开采严重破坏区大面积垮落巷道安全掘进难题,大同矿区东南井田代表性矿井辛安煤矿创造性地提出了固结法巷道掘进施工工艺,通过应用新型材料,采取插管与打钻相结合的压注方式,快速固结小窑巷道垮落破碎顶板,为后续正常掘进创造有利条件。现场应用实践表明,固结法工艺可极大地提高巷道掘进效率,其速度是常规架棚接顶掘进工艺的2~3倍,且有效地提高了巷道掘进施工的安全性,消除常规接顶掘进期间冒顶的安全隐患,经济效益与社会效益显著。

大同矿区典型小窑隐蔽火源探测与治理关键技术

大同矿区东南部井田受小窑无序开采严重破坏,小窑火分布广泛,成为威胁矿井安全生产的主要因素,在坚持"先探测后治理"的原则基础上,通过采取地面钻探法与井下钻探法相结合的探测方式,初步圈定了小窑隐蔽火范围,为后续开展针对性治理措施奠定基础,同时结合矿井生产技术条件的实际情况,进一步采取区域隔离与均压技术手段,治理区域内观测钻孔内CO气体浓度降至20×10-6,温度降至25℃以下,有效地控制下部煤层小窑火对本煤层工作面的严重干扰,保证矿井安全生产的顺利进行。

矿用大骨料堆积隔离材料在典型小窑隐蔽火源治理中的应用

为解决大同矿区典型小窑隐蔽火源治理难题,采用实验分析与红外热成像技术相结合的方法,对隐蔽火源探测与治理技术进行研究,即通过程序升温实验发现大骨料堆积隔离充填材料与传统浆材防灭火材料相比,前者在抑制煤体温度升高以及降低自然发火标志性气体浓度方面效果更显著;利用红外热成像技术以及钻探技术圈定隐蔽火源范围,向疑似火源区域压注大骨料堆积充填材料,凭借材料凝结快、易成型且强度高的特性,迅速构筑起隔离条带,逐步窒息火区。结果表明:红外热成像技术可作为一种有效的隐蔽火源探测圈定方法,同时大骨料堆积隔离充填材料既有效地防止了小窑火入侵主采工作面,又可切断火区供氧,达到窒息火区目的。

考虑压力作用的煤吸附/解吸CH_4变形试验研究

气体压力是煤吸附/解吸瓦斯的重要影响因素之一。因此,在实验室通过改变压力差,进行了一次升压/降压和等梯度逐次升压/降压方式吸附/解吸试验。通过比较分析了两种吸附/解吸方式煤变形量大小,研究了两种吸附/解吸方式下煤残余变形量的变化规律。研究结果表明,等梯度逐次升压吸附煤膨胀变形量大于同一压力水一次升压吸附煤膨胀变形量,而两种解吸试验中煤收缩变形量大小关系与之相反,残余变形量大小关系与之相同;同一压力水平下,变压力梯度降压解吸好于等梯度逐次降压解吸。

对邻近废弃矿井采空区CO气体的防治技术

分析了与辛安煤矿1402辅运顺槽相邻近并已经废弃的原下漫沟煤矿采空区(火区)的安全隐患,为防止原下漫沟煤矿采空区(火区)CO气体经由采动裂隙涌入1402工作面而影响安全回采,通过实施注浆封堵固化保护煤柱的裂隙技术,不但封堵了保护煤柱的煤体裂隙,并且实现了固化煤(岩)体的作用。从而收到了有效防止原下漫沟煤矿采空区(火区)CO等有毒有害气体涌入1402工作面的理想效果。