承德市隆化县茅荆坝地热资源的开发利用

承德市隆化县茅荆坝地热资源丰富,受断裂构造控制,属隐伏基岩裂隙、松散岩孔隙型热储,水温最高可达90℃,地温可达30～40℃,水量充足,水中含有多种医用保健化学成分,但在开发利用中存在着项目单一、利用率不高、资源浪费等问题。地热综合利用和地热梯级利用的开发利用模式,即多目的利用、按不同温度逐级利用,加强科学管理,采取限量打井,限制开采。     

厚煤层采空区定向孔分域抽采研究及应用

为提高厚煤层采空区定向钻孔的瓦斯抽采效率，针对山西某高瓦斯矿井采煤工作面，采用理论分析和FLUENT数值模拟相结合的方法研究采动裂隙分域演化特性，提出覆岩裂隙场分域准则，确定定向钻孔布置区域与核心抽采布置范围，并在采空区现场开展定向钻孔分域抽采瓦斯试验。结果表明：破断裂隙密集区内，岩层断裂穿层裂隙发育较明显、瓦斯聚集显著，且钻孔稳定性高，是布置定向钻孔的最佳区域；并将与回风巷中心线水平距离3～13 m,与煤层顶板垂直距离10～18 m的区域设定为核心抽采区域。定向钻孔分域抽采试验中，单孔抽采瓦斯体积分数平均提升22.355%,单孔瓦斯抽采纯量平均提升1.295 m³/min,该结论验证了厚煤层采空区定向钻孔分域抽采方法的实用性与合理性。     

回风顺槽全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术研究

为治理综采工作面采煤过程中回风顺槽粉尘污染问题，基于超音速气动雾化控尘原理，提出全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术。以敏东一矿01工作面回风顺槽为例，采用离散元和有限元方法，利用COMSOL(COMSOL Multiphysics)仿真模拟软件中的k-ε湍流模块和流体流动颗粒跟踪模块，建立控尘技术装置三维数值模型。利用数值模拟方法分析技术装置气流场和液滴粒子轨迹的变化特征，以得到技术装置风流场及液滴粒子分布规律；搭建仿真试验模型，并通过仿真试验平台研究技术装置最佳抗风性能参数。结合现场试验对比分析，以验证控尘技术的高效除尘性能。结果显示：当雾幕装置气压为0.6 MPa时，雾化效果好且不会影响现场其他设备供压，捕捉小粒径粉尘能力强，但抗风性较弱；车载装置抗风性高，控尘能力强，但雾化效果较差且受气压的影响较小。2种装置有效地结合应用并形成了全断面车载气动喷雾联合雾幕控尘技术。该技术有效阻止了粉尘的运移，有效覆盖了全断面。呼吸性粉尘和总粉尘控制效率分别达到94.92%和96.53%,这为治理煤矿井下回风顺槽粉尘污染提供了相关理论支持和治理手段。     

挡土墙支护溶蚀裂隙岩质边坡稳定性研究

基于刚体极限平衡理论，以裂隙岩质边坡安全系数为目标函数，将溶蚀裂隙深度作为决策变量，结合裂隙岩质边坡和挡土墙的平衡约束条件、结构面屈服条件，建立溶蚀裂隙挡土墙岩质边坡的非线性数学规划模型，采用内点算法进行求解，并对不同参数的敏感性进行分析。结果表明，随着溶蚀裂隙深度的发展，溶蚀裂隙岩质边坡的安全系数逐渐减小；边坡滑体结构面上内摩擦角和黏聚力的增大会导致边坡安全系数的增大，而顶部荷载对溶蚀裂隙岩质边坡的稳定性影响较大。