特厚煤层综放工作面多参量监测预警分析

根据某矿12220工作面特厚煤层综放开采,穿越F16逆冲断层的特殊情况,为保证安全生产及时提供预警信息,采用微震、钻屑量、支架阻力、地表变形多种监测手段综合分析回采过程中的参量变化规律。结果表明:微震活动的峰值能量周期约为3 d,回采间距约为4.5 m,且断层下盘较上盘的微震事件能量更集中;钻屑量的统计分析发现最大值出现在上巷下帮7～11 m和下巷上帮9～11 m范围内,划定该区域为巷帮高应力集中区,并将平均钻屑量3 kg/m作为黄色预警临界值,3.5 kg/m作为红色预警临界值;另外,根据支架前、后柱阻力变化情况,划定了2个连续变化的高压力区,发现在初撑力偏低,甚至不接顶、虚顶情况下,支架梁顶部煤体受自重和构造应力作用易发生准脆性受拉断裂破坏,且在穿越逆冲断层的回采过程中,支架阻力峰值呈现由中下部向上部转移的变化规律;最后,通过对地表走向、倾向测点的变形量数据进行统计分析发现,走向面后84.9～284.8 m范围内下沉量较大,下沉速率增幅明显;而工作面倾向中部下沉量最大,整体下沉变形呈二次抛物型,其中下部下沉速率增幅明显。     

安顺煤矿超前排放钻孔有效排放半径研究及应用

为了解决瓦斯排放孔半径测定过程中由于方法选择和操作等原因而出现的测定结果不够准确,以及由此而导致的空白带出现问题,通过现场试验,采用钻屑解吸指标法测定的方法,通过对测定结果进行综合分析、修正,确定安顺煤矿Φ42 mm直径的排放钻孔有效作用半径为R0.25 m,Φ90 mm直径的排放钻孔有效作用半径为R0.55 m,经实践证明是准确和可靠的,排放钻孔措施在实施过程中有效地避免了空白带的出现。     

岩石可钻性与分形性关系研究

通过钻井中破碎岩石的能耗分析,应用分形性岩石力学理论,并利用不同种类岩石的可钻性与其在钻井过程中钻头破碎岩屑的粒度分布,建立了钻井中钻头不同可钻性岩石破碎的分形模型,并详细分析了影响钻进的因素.该模型显示出,同一种类、同一种可钻性的岩石,在钻压、转速等钻井参数一定的条件下,破碎出来的岩屑的粒度分布成比例的变化.该模型的建立不仅可以用来优选钻头和钻井参数,并且可以在钻井过程中识别地层的岩性,是一种较为有效的随钻测量方法.该模型的优点在于,测量数据较为精准,并且测量过程中不要求停钻,起下钻和下放工具.此外钻井过程中产生的钻屑等固体废弃物的处理也愈发受到重视.     

CeCl3和CeO2对松木屑的催化热解作用研究

以松木屑为研究对象,分别负载CeCl₃和CeO₂两种催化剂,制备松木屑原位催化热解原料,探究不同添加比例的CeCl₃和CeO₂两种催化剂在不同热解温度下对松木屑热解产物的产率和气体组分的影响。结果表明:在CeCl₃和CeO₂两种催化剂的催化作用下均能使热解气和焦炭产率增加、焦油产率减小,且随着两种催化剂添加比例的增加,松木屑热解产物的产率和气体组分均有所变化;在650℃的热解温度下,与无催化剂相比,当CeCl₃添加比为10.0%时焦油产率降低至53.05%,下降了11.70%,当CeCl₃添加比为7.5%时热解气产率达到最大值18.58%,当CeCl₃添加比为10.0%时焦炭产率为26.85%,增加了7.48%,热解气H₂和CO₂组分的百分比含量显著增加;当CeO₂添加比为7.5%时焦油产率达到最小值59.95%,下降了4.80%,当CeO₂添加比为10.0%时热解气产率增加了2.39%,当CeO₂添加比为10.0%时焦炭产率相对较大值为21.66%,增加了2.29%,各热解气组分的百分比含量变化较小;在原位催化热解中,CeCl₃催化剂的催化效果优于CeO₂催化剂。     

海上油田含油钻屑热解处理实验

基于搭建的热解实验平台开展相关实验研究,分别进行了加热温度与停留时间对含油钻屑热解产物的影响实验,总结了其影响规律。结果表明:随着加热温度升高、停留时间延长,均可使固相与液相产物的颜色加深;与此同时温度升高,H_2的产生率逐渐增加;CO_2的释放呈现单峰形式,随着反应的进行,释放速率先增大后减小;温度在350℃以下时,CO_2的产生量几乎为零,含油钻屑只发生初级的脱氢反应;当反应终温较低时,停留时间对H_2、CO_2的产率与固、液两相产物回收率的影响较小。     

特殊地质条件下深钻孔排渣技术及应用

针对特殊地质结构及远距离下行钻孔孔内残留钻屑量大,排渣困难,钻孔有效利用率低,抽采效果不理想等不利影响,结合现有悬浮剂资料,配置一定密度的悬浮液并进行排渣技术试验。试验结果表明,悬浮液排渣能够排出钻孔中残留的钻屑,清洗钻孔,避免钻屑填埋煤层段,延长钻孔有效深度,提高瓦斯抽采效果,浅钻孔瓦斯抽采纯量提高27%,抽采浓度提高8%,深钻孔瓦斯抽采纯量提高110%,抽采浓度提高340%。为特殊地质结构下深钻孔排渣工作提供一定的参考依据。     

多参量综合指标冲击地压预测技术研究

提出了"全局-区域-局部"多参量综合指标冲击地压预测技术,多种预测方法相互协调与配合、优势互补,形成空间上层次化全方位的预测体系,可极大提高冲击地压预测准确性。结合老虎台矿冲击地压发生机理与影响因素,提出利用微震法对采区全局范围内微震事件进行实时监测,划分具有冲击危险区域,全局范围预测冲击地压;利用电磁辐射法监测工作面及巷道近场围岩的应力场和煤岩变形破坏变化状况,确定近场围岩高冲击危险区域,局部范围预测冲击地压;采用矿压监测法和钻屑法对确定具有冲击危险的区域进行重点监测,判断冲击危险程度,对采取防治措施后的防冲效果进行检测;采用采空区气体分析法预测电磁辐射法和矿压观测法等无法监测到的采空区的冲击地压。实践证明:全局-区域-局部"多参量综合指标预测技术的各种预测方法在功能上表现出明显的互补特征,在老虎台矿的冲击地压预报中取得良好效果。