长治三元中能煤业有限公司高位钻孔试验研究

高位钻孔是采用布置在顶板中的钻孔,利用负压的作用,改变冒落裂隙带内瓦斯的流动方向,使更多的瓦斯直接排至安全地点,不再进入采空区和工作面回风流中,从而达到降低采空区、上隅角和工作面回风流中瓦斯浓度的目的。中能煤矿2302工作面回风流瓦斯浓度偏高,通过对回风流瓦斯浓度偏高原因的分析,采取增强裂隙带瓦斯抽采的方法,有效地解决了回风流瓦斯浓度偏高的问题,保障了矿井的安全生产。

山西三元煤业股份有限公司筛管护孔对比试验研究

为了更好地进行瓦斯抽采治理工作,有效提升瓦斯抽采效率,以山西三元煤业股份有限公司为实验地点进行筛管护孔试验,对下筛管钻孔与不下筛管钻孔抽采15 d前后的瓦斯浓度及混合流量进行测定记录,通过对试验数据进行分析整理,得出了进行筛管护孔后,钻孔成孔率显著提高,平均单孔抽采混合流量提高了近5倍。

特厚煤层综放工作面安全开采防灭火技术体系研究

针对特厚煤层大采高综放工作面采空区漏风量和丢煤量增加、采空区自燃"三带"分布规律发生较大的变化、采空区自燃问题突出的特点,本文应用红外光谱分析技术研究了特厚煤层综放工作面自然发火规律,实现了自然发火的分级预警,确定了塔山煤矿煤样氧化自燃标志性气体应采用以CO为主,C_2H_4为辅的指标体系,建立了以注氮为主的综合防灭火技术体系,为大采高综放工作面火灾防治提供了技术保障。

无线传感网络在煤矿安全监测中的应用

本文对无线传感网络在煤矿安全监测中应用的相关内容,展开了分析和阐述,主旨就是保证煤矿安全监测的准确性,做到及时排除安全隐患,和解决安全隐患,避免安全事故的产生,为煤矿生产提供了一个安全、稳定的环境,实现良好的经济效益。

水力化煤层增透技术研究进展及发展趋势

增加煤层透气性是解决低透气性煤层瓦斯抽采难题的关键。煤岩体结构改造是煤层增透的核心问题,水力化煤层增透技术是煤岩体结构改造的有效途径。基于前期研究及文献调研,回顾了水射流和水力压裂技术的发展历程,综述了国内水力化煤层增透技术的研究进展。分析了理论研究和工程应用中存在的问题,指出增透机理尚未客观揭示、单项增透技术存在局限性、配套装备(特别是安全保障系统)不完善、效果考察体系不健全等因素制约了技术的推广。对总体发展趋势进行了展望,认为水力化煤层增透技术正朝着集成化、多元化和智能化的方向发展,加强理论研究、尽快完善装备、发展定向压裂等综合增透新技术、建立增透效果考察体系等方面是未来主要研究方向。

基于主成分分析优化煤矸石自然发火过程实验研究

煤矸石山自燃受到多方面因素影响。为能够更好表现煤样自然发火过程中对煤自燃产生主要影响的因素,便于对煤自燃过程进行定量研究,使得实验能够更加准确地反映实际生产过程中的煤自然发火过程,并使实验中变量控制能够更加合理高效,采用基于主成分分析算法对煤矸石自然发火过程主要影响因素进行数值分析整理。对经过主成分分析评价的影响因素,进行相应的定量研究,极大地提高了对煤矸石自然发火过程实验材料的利用,为实验有效进行提供了数值模型。

煤矿井下钻孔钻进参数检测装置研究

针对目前煤矿井下瓦斯钻孔完孔程度和成孔率低的现状,以ZDY系列钻机为研究基础,通过理论分析,确定了钻进参数检测装置的设计方案、组成部分、分析软件开发和运行形式等;实验室试验得出该钻进参数检测装置的数据测试数值与给定数值误差小于1%,满足设计要求,现场工业性试验表明,钻进参数检测装置对钻孔施工过程能提供一定的帮助,提高钻孔成孔质量,为科学钻探提供了新的技术手段。

煤自然发火过程颗粒堆积体结构形态演化实验研究

在煤炭开采、储存及运输过程中,煤炭常以颗粒堆积体的形式暴露于氧化环境之中,煤颗粒堆积结构直接影响了堆积体内高温火源的形成与蔓延规律,是形成非控制灾害的关键影响因素之一。煤自然发火过程中堆积结构形态演化规律研究对煤堆内高温火源预测及煤矿火灾防控具有重要意义。以马道头矿8404工作面的煤样为研究对象,制备了5组不同氧化温度下的堆积试样,利用微焦显微Computed Tomography(CT)实验平台对试样进行显微断层扫描。获得显微断层CT图像序列后,采用几何均值滤波算法与大津算法(Otsu Method)对显微断层序列进行图像处理,降低原始图像中的噪声并将其转化为二值图像序列。基于处理后的二值图像序列,应用三维重构算法重构了各组试样堆积结构。定量分析了煤颗粒堆积体孔隙率、颗粒体积、颗粒表面积等结构参数的演化规律。研究结果表明:随着氧化温度升高,煤颗粒堆积体孔隙率、颗粒数量与平均颗粒比表面积增大,平均颗粒体积与表面积减少,其中300~400℃温度段的变化最明显,300℃与400℃时堆积结构内平均颗粒体积分别为14.95与2.50 mm^3;平均颗粒表面积为36.17与9.13 mm^2;煤颗粒堆积体孔隙率变化与煤颗粒形态变化有关,实验煤样两者变化阈值均在300℃附近,当氧化温度高于此阈值时,煤颗粒堆积体内颗粒裂解加剧,孔隙结构连通性提高,氧化过程更加剧烈。

肖家洼煤矿采空区埋管瓦斯抽采布置间距模拟与应用研究

肖家洼煤矿110805工作面仅凭高位钻孔抽采技术不能彻底治理上隅角瓦斯超限问题,因此需应用埋管抽采技术作为辅助治理手段,而埋管抽采口的布置间距的确定是该技术的关键。结合110805工作面实际情况,通过数值模拟方法模拟抽采口在不同位置时的上隅角与采空区瓦斯浓度分布情况,以此模拟结果确定抽采口布置间距,并通过现场试验对模拟结果进行对比,验证了在本模拟确定的布孔间距下的埋管抽采能保证110805工作面上隅角瓦斯浓度一直被控制在0.8%以下,解决了回采工作面上隅角瓦斯超限问题。

大气介质定压条件下煤的瓦斯解吸规律实验研究

通过利用大气介质中煤的瓦斯解吸过程模拟实验装置采集不同变质程度煤样,在不同粒度、瓦斯压力条件下,模拟煤样在大气介质中煤的瓦斯解吸过程,找出影响大气介质中煤的瓦斯解吸过程的主控因素,得到表述模拟大气介质等压条件下瓦斯解吸过程较为理想的数学式。

任家庄煤矿110902综采工作面CO标志气体临界值研究

为了更好地确定以CO为标志气体的煤自然发火标志气体临界值,以便于防治矿井火灾,以任家庄煤矿110902综采工作面作为试验工作面,通过煤升温氧化过程模拟实验,测定了110902综采工作面9#煤层在各个阶段的CO浓度临界值,并以此为基础,通过研究与计算,确定110902综采工作面各指标气体浓度临界值为:采空区CO<106×10^-6,回风流CO<2×10^-6,上隅角CO<3×10^-5,C2H4=0,C2H2=0。当各指标浓度高于该值时,可能发生矿井火灾。

煤矿快速密闭系统与大流量注氮治灾研究及应用

热动力灾害是煤矿重点防控对象。在矿井发生火灾,灭火无效或者救援人员无法实施直接灭火时,对灾区进行封闭是最常用的处置措施。传统的封闭方式,存在封闭时间长、强度无法保证等工艺缺陷,且封闭过程灾情随时可能发生变化,对施工人员的安全造成严重威胁。近年来,全国也发生过多起在火区封闭时的伤亡事故。

大气介质定压条件下煤的瓦斯解吸规律模拟实验研究

文章通过利用大气介质中煤的瓦斯解吸过程模拟试验装置采集不同变质程度煤样,在不同粒度、瓦斯压力条件下,模拟煤样在大气介质中煤的瓦斯解吸过程,找出影响大气介质中煤的瓦斯解吸过程的主控因素,得到表述模拟大气介质等压条件下瓦斯解吸过程较为理想的经验式。这不仅有利于提高煤层瓦斯含量测定方法的稳定性与准确性,更有利于提高我国煤矿瓦斯防治技术水平和煤矿资源评价水平。

马堡煤矿非采帮钻场瓦斯抽采技术应用及效果分析

通过对马堡煤矿15203综采工作面非采帮钻场的抽采瓦斯纯量、混量、浓度数据收集及分析,得到钻场钻孔的抽采效果,并使得整个工作面回采过程中形成钻场接替连续抽采瓦斯,抽采瓦斯浓度最高可达30%以上。通过监测工作面风流、上隅角风流及回风流瓦斯浓度及风排瓦斯量的变化,得出非采帮钻场可以高效地抽采煤层顶板裂隙瓦斯、提高瓦斯抽采效果的结论,从而保证了回采工作面的安全生产,提高了矿井的经济效益。

我国煤矿火灾防治现状及发展对策

调研了我国煤矿火灾灾害区域分布特点及近5年来煤矿火灾事故特征,从自燃倾向性鉴定、自然发火期判定、自然发火早期预测预报及监测等方面探讨了煤自燃预测预报技术的发展现状,分析了现阶段我国充填堵漏、均压、注浆、惰性气体、阻化、三相泡沫、燃油惰气及高倍泡沫等防灭火技术装备的应用现状及适用性。指出煤矿火灾防治应坚持以基础理论研究为先导,以关键技术装备研发为重点,以推广应用为目的,不断创新提高防火技术的有效性、适应性和经济性,以指导煤层自燃与外因火灾防治,最终实现一体化火灾防控体系的技术突破。

煤矿瓦斯爆炸灰色-IAHP危险性评价模型及应用

针对煤矿瓦斯灾害及其爆炸的危险性,利用斯爆炸致灾机理与条件,从人-机(物)-环境-管理4个方面建立危险性评价指标体系,结合灰色理论与区间层次分析法,建立煤矿瓦斯爆炸危险性耦合评价模型.通过IAHP确定评价模型指标权重,同时采用中心点三角白化权函数引入改进传统白化权函数存在灰类多重交叉现象;根据模型指标的固有属性不同,采用相就的评价方法以及相对应的评价等级划分,提出基于灰色-IAHP的煤矿瓦斯爆炸危险性评价方法;运用该评价方法对煤矿现场5个工作面进行实践评价检验.研究结果表明:5个工作面的瓦斯爆炸危险性均为较安全,结果与煤矿的实际情况一致,表明该评价模型有较好的可靠性与可行性.

受限空间N_2对CH_4最大爆炸压力的影响实验与模拟研究

为了研究N_2对CH_4最大爆炸压力的影响,选取单组分N_2,根据CH_4燃烧化学动力学原理,利用20 L球形定容弹实验研究了N_2对一定浓度的CH_4最大爆炸压力的影响;应用CHEMKIN模拟软件,选取相同的工况条件,对混合气体爆炸进行了数值模拟,并将实验数据与数值模拟数据进行对比。研究结果表明:在邻近CH_4爆炸界限浓度时,随着CH_4浓度的升高,起爆时间也随之增加;在CH_4爆炸上限浓度附近,最大爆炸压力随CH_4浓度升高而降低,在CH_4爆炸下限浓度附近,最大爆炸压力随CH_4浓度升高而升高;最大爆炸压力实验数据与数值模拟数据的变化趋势相似,但数值上偏差较大,并对产生偏差的原因进行了分析。

顶板定向长钻孔“以孔代巷”抽采瓦斯技术研究

为探究行之有效的“以孔代巷”瓦斯抽采技术,解决端氏煤矿高抽巷工程量大、经济成本高等问题,提出顶板定向长钻孔替代高抽巷治理采空区瓦斯模式。采用FLAC 3D数值模拟确定3号煤层顶板以上15~45 m为最佳抽采层位,并基于定向钻进轨迹控制技术,在端氏煤矿3019工作面进行成孔试验。结果表明:钻进轨迹能够按照预设参数实施,成孔直径达153 mm,一次成孔深度420 m以上,钻孔进入稳定抽采阶段的平均抽采瓦斯浓度达18%、平均抽采瓦斯纯流量达8.7 m^3/min,钻孔抽采条件下工作面瓦斯抽采率达36.7%,工作面上隅角瓦斯浓度控制在0.50%以下,解决了瓦斯超限问题。与高抽巷抽采技术相比,顶板定向长钻孔成本降低62.5%、施工工期缩短50%,验证了“以孔代巷”的合理性和可行性。

高温矿井瓦斯吸附规律模拟实验研究

当前实验室对煤层瓦斯吸附量的测定都会按照相关标准在特定的实验条件下完成,不能反映深部煤层高温条件的瓦斯吸附规律,基于此开展实验模拟在不同高温条件下煤样对瓦斯的吸附情况,得出深部煤层高温环境下的瓦斯的吸附规律。

超远距离大断面双巷掘进供风技术研究

以万利一矿42304工作面主运、辅运双巷掘进为背景,采用理论分析和现场实践等手段对超远距离大断面双巷掘进供风技术进行研究,研究结果表明:设计合理的通风参数,超远距离大断面双巷掘进供风技术可以满足矿井高产高效生产的需求,解决生产过程中接续紧张的局面。