综放采空区特性与氧浓度分布关系研究

在现场束管监测实验的基础上,分析总结了综放采空区特性.根据计算流体力学原理,采用FLUENT数值模拟计算软件,针对综放采空区的不同特性,分别对采空区氧化带和窒息带的关键划分指标"氧浓度"进行数值模拟.将模拟结果与实测结果进行比较,讨论了在考虑综放采空区不同特性情况下的数值模拟结果对采空区自燃"三带",即"散热带"、"氧...     

煤层自燃危险性的模糊——可拓理论判别模型

首先确定了影响煤层自燃的因素指标,并对它隶属于不同自燃等级的取值进行了无量纲化处理,采用模糊层次分析法确定了各个因素权重,利用可拓学理论建立了煤层自燃危险性判别模型。其次,以山东新汶矿业孙村煤矿十三层煤为例,采用模型方法对其自燃危险性进行了评价,所得结果与煤科院的自燃鉴定结论一致。上述研究不仅丰富了煤层自燃危险性评价方法,而且也为预防此类灾害起到了一定的参考和借鉴作用。     

煤巷高冒区遗煤自燃数值模拟分析

煤巷高冒区因遗煤易自燃而成为煤矿内因火灾的重要危险源之一。本文在分析高冒区遗煤赋存状态的基础上,结合平煤十三矿11111巷道高冒区实际情况,应用FLUENT软件,对高冒区漏风风速、温度、氧气浓度以及CO浓度的分布进行了数值模拟。模拟结果表明:高冒区中部漏风在自燃风速范围内;在高冒区内,高温点出现在中部;高冒区中部氧气消耗量最大,煤氧反应产物CO浓度在高冒区中部最高。根据高冒区温度、氧气浓度、CO浓度、漏风风速的分布规律,可将高冒区划分为"易自燃带"和"不易自燃带"。     

基于最小二乘法的高抽巷CO浓度变化规律分析

我国许多煤矿的煤层同时具有高瓦斯和严重自燃倾向,在抽放瓦斯的同时,容易造成采空区遗煤自燃。因此,监测采空区指标气体的浓度变化对预防采空区自燃非常重要。本文采用最小二乘法对山西阳煤五矿8403工作面高抽巷CO浓度进行分析,拟合得出了高抽巷CO浓度变化曲线,并对拟合方法、拟合效果进行了分析。结果表明,用最小二乘法进行拟合是可行、有效的。结合现场实际条件,分析了高抽巷CO浓度偏高的原因和之所以选取分析高抽巷CO浓度来预测采空区自燃的原因。结果显示,分析高抽巷CO浓度变化可以较早地发现采空区自燃。最后,分析了CO浓度与CO2、O2浓度的相关性,验证了用CO浓度预测采空区自燃的准确性。     

基于PFC3D的残煤自燃对露天矿边坡稳定性研究

为了了解残存在露天煤矿边坡内的残煤自燃对边坡稳定性的影响,使用PFC3D对某矿某边坡进行建模,在热力耦合的条件下,模拟了残煤自燃至不同燃空区深度时,边坡内部的岩体破坏过程,进而确定影响边坡稳定的岩体破碎区。研究表明:随着燃空区深度的发展,当深度较浅时破碎区分布为三角形;当燃空区超过80 m后,破碎区为喇叭口形;当燃空区超过100 m后,岩体内部破碎的分层较为明显;当燃空区超过160 m后,裂隙基本不向上再发展。因此,对于残煤层上覆完整高强岩体的露天煤矿边坡,不应以边坡表面的开裂情况判断煤层自燃程度,应进一步进行物理探测,从而采取有效措施保证边坡稳定。     

复合射孔技术排放瓦斯的研究

复合射孔技术是油气行业中新兴的复合型增产技术,该技术能有效地控制射孔方向和压裂缝的扩展。对该技术应用于煤层瓦斯排放中的有关机理进行了初步的分析,并根据有关公式对相关参数进行了理论计算。针对煤层的特性,将该技术应用于现场,并对试验煤层的瓦斯排放进行了监控和测试。结果表明该技术应用效果良好,有效消除了潜在的瓦斯危害并取得了显著的经济效益。复合射孔技术在煤层致裂爆破中的发展方向较多,不仅可用于提高煤层瓦斯的抽放率,还可用于煤(岩)巷掘进,其应用范围和前景十分广阔。指出了目前该技术在理论和应用中的不足以及有待于加强研究的关键问题。     

煤层群多重开采上保护层防突研究

针对目前煤层群开采所面临的瓦斯灾害问题,基于一般的保护层开采理论,对煤层群中多重保护层开采进行分析研究,并对同组煤层的多重上保护层开采进行现场试验,通过多参数的考察,对保护效果、保护范围和合理参数进行了综合分析,确定所进行的煤层群开采消除突出危险效果显著,完善了保护层开采的基本理论。研究成果对于对类似开采条件的矿井防治煤与瓦斯突出及瓦斯综合治理具有一定参考价值。     

切顶沿空留巷U+L型通风采场煤自燃风险判定研究

为探究切顶沿空留巷首采面U+L型通风采空区煤自燃危险性,以蒙西棋盘井煤矿东区9-1#层11101工作面为工程背景开展研究。通过封闭耗氧实验,测定得出煤样的耗氧能力弱、不同氧体积分数下煤样的耗氧速度慢、窒熄氧气体积分数(煤耗氧临界值)为15%。通过现场实测确定切顶沿空留巷和工作面的两端压差和漏风分布,现场埋管实测得到回风侧的氧分布数据,搭建了切顶沿空留巷采场相似模拟实验台,得到采场的漏风移动规律。运用CFD仿真探究了切顶沿空留巷采空区的漏风与自燃氧化分布特征,得到采空区可能具有自燃危险的3个区域分别位于开切眼附近、靠近沿空留巷的5～10 m内和工作面后方。提出在尾巷注氮和沿空留巷边界注浆堵漏防灭火措施条件下,可将U+L型通风采空区自燃模式转化为U型通风采空区自燃模式的危险性判定,得到棋盘井矿采空区自燃氧化带的最大宽度为80 m,最低安全推进速度1.2 m/d,无自燃风险,为工程防灭火做出指导。     

冻土隧道超前支护适应性及施工控制技术

为明确冻土隧道超前支护适应性,主要进行了冻土段超前小导管和管棚的加固效果研究。结果表明:超前管棚和超前小导管应用于高温多年冻土段时,热扰动产生融化圈,在注浆加固范围以外形成热融弱化区,影响其加固效果。根据融化圈的影响深度,双层超前小导管对围岩温度场的扰动是管棚的3～4.5倍。管棚施工中,采用自进式跟管钻进工艺,可有效防止热融塌孔,显著提高孔效率。     

缓倾斜煤层孤岛工作面巷道底鼓机制及控制

针对缓倾斜煤层孤岛工作面回采巷道底鼓严重的状况,以庞庞塔矿5煤107工作面运输顺槽为研究背景,测试了顶底板的矿物成分、微观结构,利用物理模拟研究了底鼓机制,结果表明:①107工作面运输顺槽底板以高岭石为主,膨胀性岩石成分较低,岩石内部空隙较少,结构致密,强度高;②107工作面运输顺槽底鼓属于挤压流动性底鼓,掘进期间发生的是浅部岩层整体弯曲,在采动超前支承压力影响阶段,底板上位坚硬岩层超过其抗弯强度而发生破断,下位软弱底板解除约束,变形急剧增加,帮角出现裂隙,底板变形出现剧烈变形区、受限变形区、变形过渡区;③107工作面运输顺槽底鼓机制为:坚硬底板在高应力下的挤压流动是造成底鼓的主要原因,缓倾斜煤层巷道底板存在三角煤和底板岩石中存在少量膨胀性岩石对底鼓影响较小。针对性提出了采用开挖卸压槽释放压力方式进行底鼓治理,现场实测表明所提措施可有效降低巷道底鼓量。     

川南鲁班山矿瓦斯地质系统

鲁班山矿是我国西南地区重要的大型矿山,属于高瓦斯矿。应用瓦斯地质系统理论,对鲁班山矿煤层瓦斯的生成、储集和保存地质条件和作用进行了研究。研究表明,地质构造、煤层厚度、煤层埋藏深度、煤层顶底板岩性、煤变质程度和煤中水份等是影响鲁班山矿瓦斯赋存的主要地质因素。瓦斯灾害预测应注意这些地质因素,尤其要重视各项地质因素的组合效应。     

大寒岭倒转背斜复杂煤层结构冲击地压研究

受大寒岭倒转背斜的影响,大安山煤矿14槽煤后槽形成了极为复杂的煤层结构,其轴部及附近和两翼形成的急倾斜煤层是高应力区,具有冲击倾向性。首先用ANSYS有限元软件建立了包括复杂煤层结构在内的矿山模型,利用单元生死技术模拟轴部及右翼开挖;在此基础上,分析了采场围岩的应力场和位移场,圈定了冲击地压发生的危险区域,分析了冲击地压发生的机理;预测了14槽煤后槽开采的冲击倾向性,并指出在实际开采时,必须采取防冲措施,为避免冲击地压事故的发生提供了技术支持,具有一定的参考价值。     

采动过程中下被保护层煤体变形渗流规律研究

为得到采动过程中被保护层煤体的变形、渗流规律,进行了煤样在加卸载应力作用下的变形与渗流实验研究。以红阳三矿上保护层开采为工程背景,采用数值模拟得到保护层采动过程中下被保护层煤体的加卸载路径,依据该加卸载路径对被保护层煤体试样进行加卸载,得到应力—应变及应力—渗透率关系曲线。研究结果表明:加卸载过程中,轴向应变随加卸载表现为线性向非线性转变,且卸载过程中轴向应变未能恢复至初始值;环向应变随加卸载表现为非线性变化。相同应力值对应的加卸载渗透性变化规律为:一次卸载阶段渗透率小于一次加载阶段渗透率小于二次加载阶段渗透率。     

电子絮凝技术在含煤废水系统中的应用

通过对宁夏电投西夏热电有限公司在节水和水污染防治方面的实证研究，对比分析其加药絮凝式含煤废水处理工艺和电子絮凝式含煤废水处理工艺，从技术原理、工艺流程、工艺优缺点等方面阐述并证明了现有工艺在节能增效方面的重要性。     

粗集神经网络在煤与瓦斯突出预测中的应用

结合粗集理论的属性约简功能和人工神经网络的非线性映射特性,提出了煤与瓦斯突出的一种预测方法.首先用粗集理论对训练样本进行属性约简和降噪,然后将经过预处理的训练样本代入神经网络进行训练,获得稳定的网络结构,最后用训练好的神经网络对待测样本进行预测.实际应用表明:瓦斯压力、瓦斯放散速度、地质构造、煤的坚固性系数和开采深度是煤与瓦斯突出预测的必要指标;粗集神经网络模型具有较高的预测精度和良好的实用性,是一种十分有效的煤与瓦斯突出预测方法.     

煤矿区地质环境灾害现状、发展趋势及对策研究…

随着煤炭资源的开发，占用土地，“三废”污染、地面变形与沉降、矿井突水等地质环境灾害问题日益突出，致使地质环境质量下降，影响着社会经济持续健康发展。本文用环境地质学的观点，论述了我国煤矿区地质环境灾害现状与发展趋势，并提出了防治地质环境灾害的对策与建议。