上保护层开采瓦斯综合治理的试验研究

借助于一般的保护层开采理论,对上保护层开采合理参数和保护范围进行了综合分析研究,结合潘东公司具体情况设计了试验方案,现场试验结果表明了该方案的合理性,同时也表明上保护层开采对下临近突出煤层的突出危险消除效果明显,上保护层开采带来的经济和社会效益十分显著。试验结果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指导意义。     

基于射流理论的瓦斯压力与突出参数关系研究

随着深部开采,煤与瓦斯突出作为我国煤矿最严重的自然灾害,其发生频度和强度越来越大。瓦斯压力是煤与瓦斯突出的关键动力源之一,针对其作用机制还不太清楚的实际情况,基于现场观察到的突出射流特征,引入射流理论,建立了煤与瓦斯突出的射流力学模型,推导了瓦斯压力与突出速度和突出流量间的关系表达式,分析了煤体密度对突出的影响。利用自主研制的可实时改变轴压的围压和孔隙压的主动突出式煤与瓦斯突出模拟仪,试验模拟了不同煤层开采深度下,当轴压和围压一定时,随着瓦斯压力的增加,最终发生煤与瓦斯突出的过程,得到了瓦斯压力与煤层深度和突出强度间的关系。研究结果表明:瓦斯压力与含瓦斯煤体突出速度及流量间均呈幂指数增长规律,与煤层开采深度具有线性关系,与突出强度间具有幂指数关系。瓦斯压力随深度增大的幅度为0.01 MPa/m,与前人研究结果一致。所得结论可供对煤与瓦斯突出机理的认识预测和防治参考。     

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。     

煤矿井下瓦斯突出危险性的模糊分析

基于模糊可能性理论建立了瓦斯突出危险性函数。应用模糊多元分析方法建立了瓦斯突出危险性分析模型,通过对各类确定与非确定信息的模糊综合分析,预测煤矿开采过程中瓦斯突出的危险性,并在生产中应用该模型取得了较好的效果。     

煤矿井下瓦斯突出危险性的模型分析

基于模糊可能性理论建立了瓦斯突出危险性函数。应用模型多元分析方法建立了瓦斯突出危险性分析模型，通过对各类确定与非确定信息的模糊综合分析，预测煤矿开采过程中瓦斯突出的危险性，并在生产中应用该模型取了较好的效果。     

松软煤层坚硬顶板中水力压裂卸压增透技术研究

为了解决新安煤矿瓦斯治理难题,提高瓦斯治理水平和增强防突效果,在对该矿煤层赋存特征及煤层物理特性进行分析和研究的基础上,在井下开展了水力压裂技术措施。在14170工作面上巷顶板施工压裂钻孔以及导向钻孔来延长瓦斯抽采周期,提高瓦斯抽采浓度,增加瓦斯抽采流量。现场试验表明:该技术成功地解决了钻孔利用周期短、流量衰减速度快的难题,大幅度提高了瓦斯抽采的效果,对目标煤层进行了有效地卸压增透,有效地降低了施工区域的突出危险性。     

煤矿灾害超前注水综合防治技术研究

针对高瓦斯易自燃厚煤层开采时所引发的系列安全问题,以研究煤层超前注水为切入点,以义马耿村矿12200综放工作面为研究背景,展开煤层注水工艺参数及效果的研究。研究发现,采用"多排扇形立体注水"可使煤体含湿率显著增加。对煤体注水前后相关参数的实测数据分析表明,"多排扇形立体注水"的超前压注工艺措施对降低工作面及进回风顺槽粉尘浓度、预防采空区浮煤自燃及抑制工作面瓦斯涌出的作用显著。此研究对高瓦斯易自燃综放面的综合灾害防治具有一定的理论及现实意义。     

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.     

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。     

煤层瓦斯形成的构造地质条件及瓦斯灾害预防

煤盆地的地质构造条件是研究煤层瓦斯形成、富集区分布规律的重要因素。通过对我国含煤盆地的地球动力学背景分析,及储层、盖层中构造裂隙对煤层瓦斯控制因素的研究,阐明了中国大陆是一个由若干陆块和褶皱带组成的复合大陆,煤盆地构造稳定性差,煤层瓦斯赋存条件复杂,这是造成煤层瓦斯突发的根本原因;我国煤盆地大都经历了印支、燕山和喜马拉雅运动,煤盆地受到不同程度的改造,影响了煤层瓦斯的保存条件;弱改造型煤盆地的瓦斯含量较高;强改造型煤盆地瓦斯含量较低。同时指出,面对煤矿瓦斯灾害事故的频繁发生,必须加强对瓦斯事故发生机理等重大理论问题的研究,加强生产、技术人才的培养,坚持“先采气,后开矿”的原则。     

我国矿难多发的原因

介绍了我国煤炭业的安全现状,分析了我国矿难多发的几个主要原因.认为责、权、利的不平衡、安全投入不足和严重超产、监管机制的无力、粗放的经济增长模式和教育理念的误导是造成矿难的主要因素,但深层原因是矿工的弱势身份地位,并在此基础上提出了相应的对策.     

煤矿安全预评价的未确知测度模型及应用

矿井自然灾害的安全预评价涉及不确定因素众多.本文根据未确知数学理论,建立了预评价指标体系、置信度识别准则及评分准则,构造了矿井安全预评价未确知测度模型,并对矿井的各个安全指标进行了定量分析.用上述方法对黄陵二号井自然灾害的评定结果与实际耦合较好,从而为煤矿建设项目的安全预评价开辟了一条新途径.     

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"。     

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。     

不同矿井煤样变形破裂过程中的电荷感应实验研究

采用单轴压缩煤电荷感应信号测试系统,研究了不同矿井煤在不同加载速度下变形破裂过程中的电荷感应规律。研究结果表明,煤样在加载初期即有电荷感应信号,随着应力水平的增加,不断有电荷感应信号产生,且信号幅值不断增加,在应力峰值前后电荷感应信号最强,信号也最为丰富,煤样主破裂发生后仍有明显的电荷信号,但信号幅值较小;在煤样应力发生突变时有较强的电荷感应信号产生;抗压强度越高、冲击倾向性越强的煤样,电荷感应信号也越强,信号越丰富,持续时间越长;加载速度越大,所产生的电荷感应信号越强。电荷感应信号与煤的变形破裂和煤样类型有一定关系,可以用电荷感应信号反映煤的破坏程度。     

人为泥石流起动及产沙放水冲刷实验——以神府-东胜矿区为例

神府东胜矿区位于黄土高原北部干旱半旱过度地带。由于煤田的大量开采,诱发了大量的环境问题,尤以人为泥石流最为严重,本文以神府－东胜矿区人为泥石流为研究对象,采用人工放水冲刷模拟的方法,分析了坡面型和沟谷型泥石流源地松散体起动、产沙、泥石流过程的特性,所得结论为：（１）放水历时长,强度大,有利于泥石流的形成;（２）弃土石渣起动,是该区泥石流固体物质的主体;（３）沟道型泥石流放水冲刷模拟实验,便于观测石     

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。     

鹤岗煤矿开采诱发地震研究

对鹤岗煤矿开采诱发地震的生成环境、活动与破坏特征及震源机制进行了分析，提出鹤岗矿震的孕育和发生受到人为采掘因素和区内构造应力场的双重作用。在特定的构造物理条件和地球动力学环境下，深部采矿使井下断裂构造从稳定状态逐渐活动或蠕动，致使局部活化。矿震具有震源浅、对地表破坏强的特点。震源机制表现出断层的运动方式有走滑断层，也有正断层和逆断层。