带压注浆封孔用聚氨酯材料的性能研究及应用

为了提高煤矿瓦斯抽采浓度,试验研究了带压注浆用聚氨酯封孔材料的微观与宏观性能,并进行了现场试验.研究结果表明:随着聚氨酯硬泡材料密度的提高,聚氨酯孔隙的密致程度上升,压缩强度成线性增加,发泡压力也逐渐增加.综合考虑封孔效果和经济性,最终选用密度为164.5 kg/m^(3)的聚氨酯硬泡作为带压注浆技术的封孔原料.山脚树矿试验表明,带压注浆封孔技术能显著提高钻孔的瓦斯抽采浓度和抽采量.

EG与GF改性聚氨酯保温材料的阻燃及力学性能

为提高聚氨酯保温材料应用的安全性,利用无机材料可膨胀石墨(EG)与玻璃纤维(GF)对聚氨酯保温材料进行改性。通过测试常规与改性聚氨酯保温材料的热重、极限氧指数(LOI)、压缩强度与剪切强度,对比分析EG与GF对聚氨酯保温材料阻燃及力学性能的影响。结果表明,聚氨酯保温材料的热稳定性随着EG质量的增加而逐渐增强,LOI随着EG质量的增加呈指数上升,但压缩强度和剪切强度出现不同程度的下降;EG和GF同时使用时,能协同增加聚氨酯保温材料的阻燃性能,但GF的影响有限;随着GF添加量的增加,聚氨酯保温材料的力学性能先上升后下降,EG质量分数为8.1%时,GF最佳质量分数为10.2%。

阻燃剂对聚氨酯保温材料力学性能的影响

采用磷系阻燃剂(PFR)和可膨胀石墨(EG)对聚氨酯保温材料进行改性,试验结果表明,PFR改性聚氨酯保温材料燃烧后的压缩强度和剪切强度均有不同程度的提高,且三(1,3-二氯异丙基)磷酸酯(TDCPP)与四(2-氯乙基)二亚乙基醚二磷酸酯(CR-505)等质量配比时力学性能最佳;PFR与EG协同使用时,改性聚氨酯的压缩强度随EG质量的增大呈线性下降,其剪切强度随EG质量比的增大呈指数下降。为保障聚氨酯保温材料的力学性能,EG含量最多为12.3%。

钻孔加密过程中的孔周应力响应特征研究

为分析钻孔加密过程中的孔周应力响应特征,根据河南某矿的实际情况,采用ABAQUS软件对钻孔加密过程应力响应进行模拟.结果表明:巷道周围的应力较为集中,破坏区域主要存在于巷道周围数米范围内,水平两侧的煤体破碎程度明显大于上下两侧;钻孔施工后,钻孔周围应力大幅度提高,随着钻孔间距的减小,钻孔间应力出现叠加现象,煤体产生较大塑性流动,形成了钻孔间相互沟通的裂隙场;钻孔水平方向裂隙发育多于垂直方向,且随着钻孔深度的增加,孔周应力呈不均匀性减小,钻孔周围裂隙也逐步减少.该研究有助于确定合理封孔深度,实现瓦斯高浓度抽采.

本煤层瓦斯抽采钻孔注浆堵漏风技术

在对本煤层钻孔围岩漏气机理及堵漏风原理进行分析的基础上,提出了一种分空间、错时间以切断漏气通道的注浆堵漏技术;分空间体现在将钻孔的密封段分为空腔段及预留段进行注浆堵漏,错时间体现在将该技术工艺流程分为3个阶段:准备、一次注浆及二次堵漏阶段。另外,设计了一体化专用封孔器及注浆作业配套设备;为验证新注浆堵漏技术的应用效果,在山西某高瓦斯矿开展了钻孔注浆堵漏风技术试验研究。研究结果表明:应用新注浆堵漏技术之后,钻孔瓦斯抽采浓度立即大幅回升,本煤层钻孔抽采寿命由40 d左右增至80 d以上,钻孔有效抽采时间延长到原来的2.1倍以上。

EG改性聚氨酯硬泡的力学性能增强研究

为提升可膨胀石墨(EG)改性聚氨酯硬泡的力学性能,利用玻璃纤维(GF)与空心玻璃微珠(HGM)对聚氨酯硬泡进行改性。结果表明,添加GF后的EG改性聚氨酯硬泡的压缩强度和剪切强度先增加后下降;而HGM与GF复配使用后,能进一步增强EG改性聚氨酯硬泡的力学性能;在聚醚多元醇用量90 g、EG用量10 g、多异氰酸酯PM-400用量100 g的配方中,当GF与HGM添加量分别为10 g和5 g时,所制备的EG改性聚氨酯硬泡的力学性能最佳。

砚北煤矿通风阻力测定参数优化及结果分析

基于气压计基点测定法,对砚北煤矿通风阻力进行了测定,测定误差小于5%,同时采用基于WINDOWS的可视化矿井通风网络解算软件进行参数残差调平优化处理,提高参数的可信度,为后期矿井采掘接续下通风网络优化调整提供科学的依据。结果表明砚北矿井通风难易程度为容易;然而,对实际总体通风状况分析评价认为矿井的通风系统处于亚健康状态。对矿井通风系统存在的问题进行了分析并提出相应对策。

相变微胶囊充填聚氨酯硬泡的制备及性能研究

为降低聚氨酯硬泡(RPUF)反应温度,利用相变微胶囊(PCM)对RPUF进行改性。研究了PCM含量对RPUF反应温度、热稳定性、力学性能和导热系数的影响。结果表明:PCM含量越高,其吸热降温能力越强,但添加PCM会降低RPUF的热稳定性。随着PCM含量的增加,RPUF的压缩强度和导热系数先增加后降低,而剪切强度一直下降。

岩浆岩侵蚀型煤的瓦斯吸附特性研究

采用实验研究和方程拟合的方法,对陶一煤矿岩浆岩侵入型煤层煤样的瓦斯吸附特性进行了研究。实验研究结果表明,陶一煤矿煤层因受岩浆岩的侵入影响,煤层变质程度增高,其对瓦斯的吸附量偏低,且压力常数b出现负值,吸附曲线不能用Langmuir方程来描述,也不符合其他6类等温吸附曲线中的任何一类。

特厚老顶工作面高位钻孔参数优化设计

金能煤业分公司4321综采工作面瓦斯涌出量大,且瓦斯来源主要是采空区。针对煤层顶板复杂特性及高位钻孔抽放效果不佳问题,利用ABAQUS数值模拟软件研究了顶板岩层裂隙发育特性。模拟结果显示:裂隙高度发育区位于距风巷水平距离18～24 m、顶板上方20 m处,依此对高位钻孔的抽放参数进行了优化设计。

超大功率局部通风机在超长距离掘进巷道通风的应用

针对砚北煤矿3 000 m长距离单巷道掘进过程中,采用2×30 kW局部通风机出现后期供风量不足,矿井一度采掘接续失衡的情况。对选用超大功率4×37 kW的FBDY型通风机进行了试验研究,结果表明:该通风机能有效实现对掘进工作面的长距离、大功率风量输送,使巷道温度比原2×30 kW对旋局部通风机下降了2℃以上,有效风量提高了57.91%。

瓦斯抽采钻孔化学注浆封孔技术的应用

针对现有瓦斯抽采钻孔封孔技术的封孔长度短、深度小、对钻孔周边的裂隙带封堵密实性较差等不足,提出了一种化学注浆封孔技术,可增加封孔长度和深度,有效地封堵了钻孔周边的裂隙带,提高了瓦斯抽采浓度,延长了瓦斯抽采期。在神华宁夏煤业集团公司1对高瓦斯矿井和3对煤与瓦斯突出矿井应用后,取得了良好的应用效果。