资源整合矿区水害探测及防治技术可行性研究

为了研究资源整合后矿区水害探测及防治技术,从山西省矿区设置问题入手,借鉴国内外同类研究进展情况,提出了本文研究对象—一个具有相对独立补给、径流、排泄条件的水文地质单元内所有矿区,提出了六项需要解决的关键技术问题即:引进煤层底板突水预测预报的新方法 -"脆弱性指数法";建立底板突水评价的脆弱性指数模型;煤层顶板突水灾害预测预报的新方法—三图双预测法;采掘前方断层小构造预测预报技术方法;矿井涌(突)水水源快速判别及预测预报;整合后矿区采空区探测问题,并针对以上问题论证了其可行性,提出新的研究思路和新的技术方法。     

石门揭煤工作面煤与瓦斯突出预测的理论分析

目前,我国石门揭煤工作面突出事故仍时有发生。为了研究石门揭煤工作面煤与瓦斯突出(以下简称"突出")预测问题,首先,根据工作经验指出我国《防治煤与瓦斯突出规定》中2种预测方法(综合指标法、钻屑瓦斯解吸指标法)存在的不足,即预测指标缺乏理论依据、临界值往往难以通过试验考察确定;其次,建立了石门揭煤工作面突出预测的物理模型,认为突出主要是爆破卸压增渗与瓦斯渗流产生的剪应力达到了煤体的剪切强度所致(突出的必要条件而非充要条件);第三,采用变分法求解强非线性一维平面瓦斯渗流偏微分方程,获得包括非线性特性的自模拟解(近似解析解);最后,利用自模拟解等建立了石门揭煤工作面突出预测的临界条件,得到了瓦斯压力的临界值p0max与煤的坚固性系数f的平方成正比的结论。介绍了俄罗斯现行防突指南中的临界条件(p0max1.4f2)及有关情况,建议作为综合指标法等的辅助指标用于石门揭煤工作面突出预测,也可供斜井、立井揭煤工作面突出预测参考。     

推动煤与瓦斯突出防治——访国家煤矿安监局局长赵铁锤

2009年4月30日，国家安全监管总局局长办公会议审议通过了《防治煤与瓦斯突出规定》。2009年5月14日，国家安全监管总局骆琳局长签署总局第19号令，颁布《防治煤与瓦斯突出规定》（以下简称《防突规定》），该规定自2009年8月1日起实施。为了了解《防突规定》出台的背景及特点以及即将发挥的作用，本刊记者采访了国家安全监管总局副局长、国家煤矿安监局局长赵铁锤。     

复杂难采高瓦斯煤层简易放顶煤开采综合防灭火技术研究

笔者在分析淮南矿区复杂难采高瓦斯煤层简易放顶煤开采工作面自然发火时空特点基础上 ,提出建立一套预测、预报、预防和充分准备灭火的防灭火体系 ,并阐述了预测、预报、预防的实施方法。该方法应用于淮南矿区 ,成功地开采了数个简易放顶煤工作面 ,综合防灭火技术取得了较好经济和社会效益。     

基于防突工作流程的突出预测敏感指标体系构建方法

针对现有突出预测敏感指标确定方法存在的问题,基于瓦斯压力和瓦斯含量的联系,考察了临界压力和含量的对应关系,确定了瓦斯压力为杨柳煤矿10#煤层区域预测敏感指标,临界值为0.74MPa;采用实验室分析和现场验证相结合的手段,通过引入相对误差和迫近度等分析方法,确立了钻屑解吸指标Δh2为10#煤层局部预测敏感指标,临界值为180 Pa;结合我国目前防突工作基本流程,确定了突出预测敏感指标体系的构建方法,构建了杨柳煤矿10#煤层突出预测敏感指标体系。     

预抽煤层瓦斯区域防突效果检验指标临界值研究

瓦斯突出危险性预测是防治煤与瓦斯突出的关键环节,瓦斯突出预测指标的临界值是决定区域防突是否达标的重要参数。为了确定寺河矿西井区3号煤层的区域预抽后煤层瓦斯防突效果评价指标体系,以瓦斯突出综合作用假说为基础,通过现场采取原始煤样,并在密封煤样罐内达到吸附平衡,测定残余瓦斯含量和残余瓦斯压力的关系,研究了原煤瓦斯含量与瓦斯压力的关系及原煤中水分的对其影响规律,提出始突瓦斯压力对应的瓦斯含量作为评价指标的临界值为10 m3/t,并通过现场跟踪考察对得出的瓦斯含量临界值的可靠性进行了现场验证,结果表明,10 m3/t作为区域防突效果评价的临界指标是可靠的。     

“四位一体”措施不到位导致突出的动作原因分析

基于行为安全"2-4"模型,结合《防治煤与瓦斯突出规定》中关于"四位一体"防突措施的规定,对22起与"四位一体"防突措施不到位有关的事故进行了直接原因的分析,得出了8种"四位一体"措施执行不当引发突出的具体动作原因,得到未正确处理突出预兆、未执行区域防突措施是与突出发生最相关的2种不安全动作,同时未正确执行工作面防突措施及未按规定制定防突措施两种不安全动作对事故发生的影响作用也不可忽视。从而得到预防突出事故可以重点解决上述4种不安全动作,以此来指导煤与瓦斯突出事故的预防。     

中国统配煤矿总公司指令各地煤矿抓好防治瓦斯突出工作

本刊讯 近几年来,煤矿瓦斯突出事故日益严重,死亡人数急剧增多,已严重威胁着煤矿的安全生产。为此,最近中国统配煤矿总公司向各地煤矿发出《关于防治瓦斯突出工作的指令》,要求各煤与瓦斯突出矿井必须严格遵照《煤矿安全规程》和《防突细则》,采取坚决措施,切实控制住瓦斯突出事故,扭转不安全局面。 这个指令强调,凡有煤与瓦斯突出局、矿的局矿长,必须对本单位的防突工作全面负责;总工程师负责技术管理,要组织有关部门编制防突工程计划和措施,检查督促各单位的贯彻执行情况;分管采掘的副局(矿)长和副总工程师负责防突工程计划和措施的贯彻执…     

基于灰色系统理论的煤与瓦斯预测预报系统的研究

本文将煤体温度变化、电磁辐射、声发射以及煤的破坏类型和煤层的地质构造综合起来考虑，应用灰色系统理论中的多维灰色评估方法，对煤与瓦斯突出灾害进行预测，以提高瓦斯突出预测预报的准确性。并编制了煤与瓦斯突出预测预报系统软件，为煤与瓦斯突出预测提供一种新思路和新方法。     

煤与瓦斯突出一般规律定性定量分析研究

通过大量数据统计 ,定性和定量分析了煤与瓦斯突出与开采深度、巷道类型、地质构造、作业方式、突出预兆、煤层厚度等因素之间关系 ,总结出煤与瓦斯突出灾害的一般规律 ,这对提高突出矿井防突技术水平和安全管理 ,具有重要的指导意义。     

新安煤田煤与瓦斯突出特征及防治措施

为解决新安煤田煤与瓦斯突出影响因素众多和防治难度较大等问题,运用瓦斯地质理论分析了新安煤田煤与瓦斯突出特征及控制因素,并提出了有针对性的煤与瓦斯突出防治措施。研究表明:地质构造是控制新安煤田煤与瓦斯突出分布的主要地质因素;构造应力是控制新安煤田煤与瓦斯突出的主要动力因素;新安煤田煤与瓦斯突出吨煤瓦斯涌出量较大,是增加煤与瓦斯突出发生可能性及危险性的重要因素。基于此,从突出危险性预测、防治突出措施及安全防护措施等三个方面提出了多项煤与瓦斯突出防治措施。     

预抽煤层瓦斯消突效果评价FTA及综合指标优选

针对预抽煤层瓦斯这一区域性防治煤与瓦斯突出措施的消突效果评价,应用事故树分析法(FTA),可根据导致预抽煤层瓦斯后发生煤与瓦斯突出事故的各种可能途径,以及各个诱导因素对事故发生的影响程度,找到可用于消突效果评价的关键因子,进一步分析出评价指标和评价方案.本文构造出了预抽煤层瓦斯后发生煤与瓦斯突出的事故树模型,通过FTA定性分析,得出了预抽煤层瓦斯消突效果评价因子的客观排序,为区域防突措施消突效果评价提供了一种新的理论方法.     

突出冲击波对防突风门的破坏失效研究*

为了分析煤与瓦斯突出事故中防突风门的安全性，同时降低成本寻求对现有防突风门材料和结构的替代方案，研究不同厚度的Q460钢制防突风门在突出冲击波载荷下的破坏情况。基于能量法得到不同厚度的风门最大挠度数学模型，再根据煤炭行业规定中的对应数据和安全要求，运用LS-DYNA软件对冲击载荷下的风门破坏进行数值模拟，得到Q460钢制防突风门的静力学特征并与能量法结果进行比对。结果表明:长宽分别为1.75 m和1.8 m，厚度为25 mm和30 mm的风门在0.6 MPa的冲击波超压作用下能满足安全要求，能量法计算结果与数值模拟误差在9%以内，基于安全设计余量可以接受；提出挠厚比概念，当挠厚比小于0.84时，风门不会被破坏，在使用Q460钢设计防突风门时，应尽量确保该值小于0.84。     

煤矿瓦斯突出事故不安全动作原因统计分析

为了从行为控制角度预防煤与瓦斯突出事故,在对88起重特大瓦斯突出事故资料统计的基础上,分析了煤矿瓦斯突出事故的基本特征、事故直接原因不安全动作及其相关法规特征,结果表明,非瓦斯突出矿井也可能发生瓦斯突出,突出事故在小型、乡镇矿井仍占主要地位;不安全动作原因可归为突出危险工作面作业、未及时支护、突出后未强化实施综合防突措施等3类;突出危险工作面作业严重程度最高的3种动作为采煤机割煤、放炮、风镐落煤;不安全动作原因共违反了3种法律法规的14个条款。     

综掘工作面卸压槽防突措施试验研究

通过对卸压槽防突机理的系统分析 ,研制了直接利用掘进机自身动力驱动和控制开挖连续卸压槽装置 ,进行了水平槽、两帮竖槽开挖工艺试验 ,成功地开挖出连续卸压槽 ,对卸压槽的瓦斯排放效果、有效排放半径进行了考察。试验结果表明 ,卸压槽有效地消除了激发突出的应力 ,排放了煤体中的瓦斯 ,增大了煤体抑制突出的阻力 ,很好地起到了综合防突的作用。     

急倾斜煤层石门揭煤突出机理数值模拟研究

与其他类型的突出相比,石门揭煤的突出危险性最为严重,对它的突出机理进行研究有助于提高防突工作水平。根据马家沟矿石门揭煤突出后遗留的孔洞形状,采用数值模拟软件对突出过程进行反演分析;再现了马家沟矿石门揭煤突出发生的地质条件及发展过程。结果显示,急倾斜煤层石门揭煤突出过程中,煤体自重应力的作用比较明显;突出发生后,地应力梯度和瓦斯压力梯度均下降,卸压区宽度增大。因此,对于急倾斜煤层石门揭煤,一方面,要采取瓦斯抽放等措施,降低工作面前方煤体的应力和瓦斯压力;另一方面,要采用金属骨架对其上方煤体进行支护,防止该煤体垮落诱导突出。     

煤与瓦斯突出延期发生的原因探讨──“球壳失稳”假说的解释性研究之一

依据球壳失稳假说的原理对煤与瓦斯突出延期发生的原因进行了探讨，并且针对延期突出的危害和特点提出了相应的对策。     

基于灰色系统理论的煤与瓦斯突出预测

为了对煤与瓦斯突出事故进行有效的预防与控制 ,笔者应用灰色系统理论中的灰色聚类评估方法 ,对矿井的煤与瓦斯突出进行了预测。经实例证明 ,与常用的预测方法相比 ,灰色聚类预测方法具有能动态预测、预测准确等优点。该方法将影响突出的多个因素综合系统的来考虑 ,跳出了常规预测方法只依靠单一指标进行预测的圈子 ,提高了预测的准确性。研究结果表明 ,该方法能准确地反映矿井煤与瓦斯突出规律 ,是一种新的煤与瓦斯突出预测的方法     

时空效应下不同孔径超前钻孔有效排放半径研究*

为解决煤矿在施工过程中局部防突问题,进行现场实测并结合数值模拟计算,研究瓦斯排放钻孔影响半径在不同排放时间和不同超前钻孔直径影响下的变化规律。研究结果表明:对于同一孔径的钻孔,在一定时间内影响半径随着时间的增加而增加,不同直径的钻孔呈不同的函数关系;对于不同的孔径,影响半径随着钻孔直径的增加而增加,研究结果可为矿井作业中治理煤与瓦斯局部突出提供重要参考。     

新型防突装置对封隔器胶筒力学性能影响研

为了进一步保证封隔器安全坐封,提高封隔器胶筒的力学性能,基于现有成熟技术,设计了一种新型防突装置,分析了不同防突装置材料和结构参数对封隔器胶筒肩部突出、接触应力、Von Mises应力的影响。结果表明:新型封隔器肩部突出距离相比常规封隔器降低了63.35%,使胶筒不易被破坏,延长了胶筒的寿命;对防突装置材料和结构参数进行优选,选择材料为铝合金,距胶筒端面距离H=2.5mm,厚度B=0.5mm的新型防突装置;新型防突装置的设计与应用为封隔器坐封提供了安全保障。