山西北部煤层自燃区大气颗粒物污染特征研究

为研究山西北部煤层自燃区大气颗粒物污染特征,对山西北部煤层自燃区三区县共12个点位的TSP和PM10进行了采集分析。结果表明:山西北部煤层自燃区颗粒物污染较为严重,TSP、PM10平均浓度分别为(327.75±115.5)μg/m3、(205±74.1)μg/m3。TSP和PM10污染特征均表现为:河曲县>大同南郊区>宁武县,采空自燃区>露头煤层自燃区。PM10/TSP比值均大于0.6,采空自燃区与露头煤层自燃区PM10/TSP比值相等,井工矿的不同对其排放的颗粒物在TSP和PM10这一分级上没有较明显影响。无论是地理行政三区还是井工矿两区分类,PM10与TSP均表现出R2为0.98的高度线性相关,相互表征效果明显。     

成胶型抑尘剂对煤体协同增润效应研究

为从源头控制煤矿开采过程中粉尘的产生,采用文献分析和试验的方法,筛选出润湿和保水性能较好的海藻酸钠单组分抑尘材料,并以此为基础制备出一种以海藻酸钠为主的煤层成胶增润型抑尘剂,其主要成分构成是质量分数为0.25%的海藻酸钠、0.15%的葡萄糖酸内酯、0.15%的乙二胺四乙酸二钠钙和0.1%的十二烷基硫酸钠,同时对制备的成胶型抑尘剂进行含水量、保水率、扫描电镜和比表面积及孔径测定。结果表明：该抑尘剂能够提高煤层的含水量和保水率,含水量比水为抑尘剂处理后的煤高近4倍,保水率比水处理的煤时间延长2倍以上;扫描电镜测试和比表面积和孔径测试表明,成胶型抑尘剂可增强材料对煤体的胶粘作用,且能够进入煤的内部孔隙在煤内外表面均成胶,有效地提高了保湿效果,实现从根本上控制煤体产尘。     

文南油田注水管线防污染清洗技术研究

针对文南油田注水管线内壁结垢对油田注水的危害,以及管线清洗过程中存在的环境污染和硫化氢中毒问题,分析消除硫化氢的反应机理,研究抑硫清洗剂,改进管线清洗工艺,开发注水管线防污染清洗技术,在推广应用中取得了较好的环保效果。     

深部巷道围岩变形的数值模拟和模型试验

为研究煤柱宽度和煤层倾角对深部沿空巷道围岩的变形影响规律,采用数值模拟对沿空巷道煤柱宽度和煤层倾角的变化对围岩的变形影响规律进行分析,结果表明,煤柱宽度的变化对巷道围岩变形的影响十分明显。随着煤层倾角的增大,巷道围岩变形曲线呈现凹槽形状,表现出在煤层倾角中间值的巷道围岩变形值小于煤层小倾角和大倾角对应的巷道围岩变形值。然后,用模型试验验证数值模拟结果。验证结果表明,煤柱宽度和煤层倾角对应的巷道围岩变形较敏感期发生在开采深度600 m和900 m左右,开采深度在600～900 m之间时,巷道围岩变形与煤柱宽度和煤层倾角的大小基本上呈线性增长关系,而当开采深度超过900 m后,应适当加宽护巷煤柱宽度,以确保深部巷道围岩的稳定。     

受压浮煤自燃过程试验研究

矿井采空区遗煤自燃大部分为处于受压状态下的自燃。为观察压力对浮煤自燃过程的影响,采用自制的浮煤加载自燃试验装置对受压浮煤层与自然堆积状态下的自燃过程进行试验研究。结果表明:加载对浮煤的自燃过程确实存在一定影响。加载会加快浮煤层的升温速度,缩短自然发火期,降低最小浮煤层厚度,改变采空区"三带"的划分;加载对厚度介于0.8～1.2 m之间浮煤自燃过程影响最大;随着压力的增加,压力对浮煤自燃过程的影响逐渐减弱,当压力小于1 600 N时,压力的增加对浮煤自燃过程的影响较明显,当压力大于1 600 N时,压力的增加对浮煤自燃过程的影响变小,当压力大于2 600 N时,压力的增加对浮煤自燃过程几乎无影响。     

前进煤矿水患的综合治理

<正>前进煤矿为原白沙煤电集团的骨干矿井,现隶属于湖南黑金时代南阳矿业公司,设计能力为20万t/a,储量丰富,主采煤层为急倾斜煤层,煤层发育、结构简单,煤质优良,因浅部煤层赋存良好,老窑小窑发育,其积水严重制约着前进煤矿的安全生产。自1983年投产以来曾多次发生淹井、淹工作面和局部透水事故,矿井损失巨大,2001年前,年产量一直徘徊在10万?12万t/a。因此,探讨和解决前进煤矿水患防     

金地井田煤层瓦斯分布规律研究及工作面瓦斯涌出量预测

掌握煤层瓦斯分布规律是保证矿井安全生产的必要技术条件之一。根据金地井田的地质构造特征,由现场实测8号、13号煤层瓦斯含量和气体组分实验室分析测定结果,结合煤层瓦斯垂直分带理论,判定金地井田范围内8号、13号煤层均处于瓦斯风化带。应用分源预测法,对金地井田不同生产时期的回采工作面瓦斯涌出量含量进行预测,认为受井田中东部大面积13号煤层隐伏露头影响,8号、13号煤层处于瓦斯风化带中的氮气-甲烷带,但无法进行瓦斯变化样度计算。该研究可为该矿井投产后瓦斯安全管理提供量化参考。     

采动与承压水耦合作用下煤层底板的 力学效应及破坏机理分析

应用三维弹性中厚板理论,分析了采动与承压水耦合作用下煤层底板的力学效应及破坏机理。基于Hamilton原理推导了采空区底板在采动和水压耦合作用下的变形和应力表达式,分析了其变形和应力的分布特征。最后,推导了在采动与承压水耦合作用下煤层底板破坏极限载荷PS,讨论了影响煤层底板破坏极限载荷PS的因素。研究成果对揭示回采工作面开采时煤层底板隔水层变形破坏,预防煤层底板突水提供了理论依据。     

不同机制条件下的煤层瓦斯流动方程研究

气体流动可分为连续流、滑流、过渡流、自由分子流,为研究不同流动机制下的煤层瓦斯流动规律,在充分考虑了不同扩散机制和滑移边界条件后,建立了适用于不同流动机制的煤层瓦斯流动方程,深入分析了视渗透率和达西渗透率的比值随Knudsen数的变化关系。研究结果表明:所提出的煤层瓦斯流动方程能准确描述包括达西流、滑流、自由分子流、过渡流在内的气体流动行为。瓦斯气体在煤层孔隙、裂隙中流动过程中浓度扩散和粘性流同时存在,当Kn<0.01时,粘性流起主导作用,瓦斯流动满足渗流方程;当Kn>10时,浓度扩散起主导作用,瓦斯流动符合扩散方程;在Kn的其他范围内,煤层孔隙裂隙中瓦斯流动以滑流、过渡流为主,在对之进行评价时应同时考虑扩散项和渗流项。研究结果可为揭示煤层瓦斯流动机理、提高煤层瓦斯抽采率和煤层气的产量预测准确度提供新方法和新途径。     

基于地层条件下煤层瓦斯流动模拟研究

为了研究地层条件下瓦斯流动特点,通过建立瓦斯吸附-解吸、扩散和渗流综合流动数学模型,分析不同埋深条件下瓦斯流动机制,并模拟吸附层和滑脱效应对瓦斯流动的影响。结果表明:随煤层埋深增加,部分纳米孔隙内瓦斯流动机制由扩散过渡到渗流,这有利于瓦斯运移;在煤层深部,瓦斯吸附层和滑脱效应对瓦斯渗流作用影响不大;随埋深增加,瓦斯吸附层对瓦斯运移影响逐步增大,而滑脱效应则逐步弱化;在埋深相同时,两者对瓦斯运移的影响都随孔隙直径增大而减小。研究有助于深入了解瓦斯在深部煤层流动的机制,提高深部煤层瓦斯抽采效果。