金刚石串珠绳锯切缝煤层实验装置的研制

为解决传统绳锯实验机具与采矿相似模拟台架难匹配的问题,研制一种金刚石串珠绳锯切缝煤层的实验装置,用于绳锯连续割缝煤层卸压机理的研究.根据绳锯切缝煤层现场布置方式及结构特点,设计并改装绳锯切缝煤层相似模拟实验装置,经多次实验证明,该装置结构简单、绕绳方式灵活、操控方便,可实现煤层水平连续切缝.基于该实验装置的绕绳方式和串珠绳的线弹性,分析实验中绳锯进给状态时串珠绳受拉后弹性形变的总长,据此给出串珠绳张紧力的计算方法.研究结果表明:该装置选用初始总长6000 mm直径2 mm的串珠绳进行实验,弓角18°时串珠绳总长6014 mm,张紧力为0.197 kN,可以满足绳锯连续切缝煤层相似模拟实验的要求.

金刚石串珠绳锯切割煤层卸压渗流规律分析

金刚石串珠绳锯切割煤层可以实现连续性大面积煤层割缝,为了获得割缝后煤层内部的卸压渗流规律,通过煤体瓦斯渗流试验,得出不同损伤煤样的应力-渗透率拟合公式,并在此基础上采用FLAC^(3D)数值模拟方法,分析割缝后煤层的应力及渗透率分布规律.模拟结果表明:煤层割缝后,缝槽上方和下方的煤岩体应力得到释放,形成卸压区,且卸压效果与缝槽的垂直距离成反比,缝槽左右两侧出现应力集中现象;随着割缝工作面的推进,卸压区与渗透率升高区的范围逐渐扩大;随着缝槽数量的增多,煤层应力降低值和渗透率升高值越大,即增加缝槽数量可以获得更好的卸压增透效果.该研究成果对金刚石串珠绳锯切割煤层的工程实践具有一定指导意义.

底板巷穿层钻孔合理封孔段位置的研究与确定

为了提高矿井瓦斯抽采钻孔的抽采效果,本文通过Comsol Multiphysic软件模拟了巷道围岩的应力分布,确定了浦溪矿井2254底板巷穿层钻孔的封孔段位置,并在2254底板巷进行了现场试验。结果表明:2254底板巷穿层钻孔的起始封孔位置在垂直方向上的投影高度为11m时,既能保证抽采效果,又能节约施工成本。