- 贾宝山;李贺;王鹏;王原;胡海永;赵海波;
为了解决高瓦斯综放采空区瓦斯与火协同防治问题,采用数值模拟的方法,构建采空区上隅角埋管抽采与注氮防灭火条件下的物理模型,引入可以均衡二者矛盾的"平衡点"概念,选取配风量、瓦斯抽采量和注氮量为试验因素,以氧化带最大宽度为试验指标,基于Design Expert软件中的BoxBehnken响应曲面设计,建立3因素3水平试验方案,通过现场观测和FLUENT数值模拟综合确定试验指标的不同取值,建立响应曲面模型,优化得到最佳工艺参数。研究结果表明:模型的P值为0. 009 5,二次回归模型显著,失拟项为0. 050 1,不显著,回归模型准确可靠;一次项对氧化带最大宽度的影响程度排序为配风量>瓦斯抽采量>注氮量,且2个影响因素之间无交互作用。利用该模型计算出亭南煤矿206综放工作面瓦斯与火协同防治的"平衡点",即配风量为1 168. 10 m3/min、瓦斯抽采量为162. 94 m3/min、注氮量为800. 01 m3/h。模拟结果与现场实测结果基本一致,可以指导类似条件下的矿井实践。
2019年04期 v.46;No.246 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 483K] [下载次数：240 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：0 ] - 李树刚;张晓宇;严敏;白杨;
为了研究不同粒度条件下型煤孔隙结构特征、瓦斯吸附特性规律及其相关关系,选取新疆矿井中煤阶煤样,制取4种粒度的型煤煤样,通过核磁共振(NMR)分析实验和高压容量法瓦斯等温吸附实验,测定不同粒度型煤的弛豫时间T2谱和瓦斯吸附等温线。研究结果表明:不同粒度型煤的弛豫时间T2谱均表现出微孔、中大孔2个峰,且弛豫时间主要集中在1.0～100.0 ms;中大孔和总孔谱峰面积与型煤粒度呈负相关关系,微孔谱峰面积与粒度呈正相关关系;在相同吸附条件下,型煤平均粒度越小,吸附瓦斯总量越大,瓦斯吸附常数a、b值及瓦斯吸附饱和度X均与粒度大小呈负相关关系;随着微孔谱峰面积的增加,瓦斯的吸附速率增加,而瓦斯吸附能力在一定范围内增大,达到一定值后趋于平缓。
2019年04期 v.46;No.246 8-12+16页 [查看摘要][在线阅读][下载 703K] [下载次数：469 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：35 ] |[阅读次数：0 ] - 刘鹏亮;
为掌握矸石充填材料应力应变特征,选取云冈煤矿3组粒径80 mm以下原生矸石试样,同时设计6组不同粒径级配的矸石试样,加工大直径加载容器,采用TAW-3000型电液伺服控制材料试验系统进行了压缩实验。结果表明:矸石压缩过程可分为应变快速增长、非线性增长和缓慢增长3个阶段;应变主要由矸石块体的移动、破碎而导致块体之间空隙被填充引起,而并非矸石本身变形所致;相同轴向应力下,应变随试样中的小粒径矸石占比增加而减小,随大粒径矸石占比增加逐渐增大;原生组矸石试样应变处于设计级配组的中间范围。实验得到矸石试样应变与小粒径矸石占比的关系式,可为矸石充填开采设计研究提供参考。
2019年04期 v.46;No.246 13-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 167K] [下载次数：231 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：17 ] |[阅读次数：0 ] - 张士岭;
借助普朗特混合长理论和布辛涅斯克理论对巷道风速场分布规律进行理论分析,得出巷道风流湍流形态下的风速场对数分布公式。利用CFD15超声波测风仪对古城煤矿井下巷道风速进行测试,结果表明:在巷道近似的定常风流运动中,瞬时风速大小表现出典型的脉动特征,平均脉动幅度最高可达到平均风速的67%;用对数分布公式能够比较理想地描述巷道断面风速场的变化规律,1306回风巷测风站试验结果与对数函数相关性高达96%。
2019年04期 v.46;No.246 17-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 331K] [下载次数：329 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：28 ] |[阅读次数：0 ] - 苏振国;邓志刚;李国营;马斌文;李少刚;
以巴彦高勒煤矿1202回风巷小煤柱区域为研究对象,采用数值模拟、理论分析、钻孔窥视等方法,研究小煤柱区域应力分布状态及顶板断裂结构特征。对煤柱侧顶板卸压机制及其断裂结构进行了分析,结果表明:采空区顶板的断裂能够实现应力的转移和释放,较断裂前垂直应力降幅达32. 0%、应力峰值位置向实体煤侧偏移4 m,同时有效降低了拐角煤体与其他区域的应力差值。划分了小煤柱侧顶板断裂类型,结合全断面窥视结果,确定出深孔爆破技术治理煤柱侧坚硬顶板的爆破参数。顶板治理措施实施后,巷道变形量得到有效控制,降低了小煤柱区域冲击地压危险程度。
2019年04期 v.46;No.246 21-25+29页 [查看摘要][在线阅读][下载 3664K] [下载次数：351 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：24 ] |[阅读次数：0 ] - 苗梦露;胡成洲;蒋曙光;
为了研究真空腔弱面材料厚度对瓦斯抑爆性能的影响,设计了瓦斯爆炸实验Ⅰ型管道,开展了无真空腔瓦斯抑爆实验和弱面材料厚度为0. 1、0. 2、0. 3 mm条件下的真空腔瓦斯抑爆实验。实验结果表明,真空腔能够有效抑爆,当弱面材料厚度为0. 1 mm时,真空腔抑爆效果最好,最大火焰信号强度仅为0. 14 V,并在F6测点及以后趋于熄灭状态,所有测点的最大超压值均在0.08 MPa以下,达到了抑爆目的。
2019年04期 v.46;No.246 26-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 559K] [下载次数：112 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 李建伟;闫永乐;赵亚杰;刘长友;赵杰;
为了确定浅埋厚煤层开采地表漏风范围,基于串草圪旦煤矿6104工作面生产技术条件,采用现场实测、数值计算和理论分析相结合的方法,对浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝及导气裂缝的分布规律进行了研究。研究结果表明:浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝可分为开切眼侧永久裂缝区,以及随工作面推进动态分布的裂缝产生区、裂缝贯通发展区和裂缝闭合区; 6104工作面裂缝贯通发展区范围为滞后工作面0～100 m。实测6104工作面导气裂缝分布区滞后工作面0～80 m,且导气能力随裂缝滞后工作面距离的增大而降低。
2019年04期 v.46;No.246 30-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 3234K] [下载次数：252 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 江万刚;
为分析煤层气地面预抽效果影响规律,采用Comsol数值模拟软件,对在不同工况的地应力和储层压力条件下煤层气地面预抽进行数值模拟研究,结果表明:随着煤层中地应力增大,煤层基质孔隙率下降、裂隙趋于闭合,致使煤层渗透率降低,减小了气体在孔隙和裂隙中的渗流速率,最终导致瓦斯产出速率和产气量的下降;储层压力与煤层气产出速率呈正相关关系,储层压力越大,瓦斯产出率越高同时累计产气量也越高;随着瓦斯抽采时间增加,煤层渗透率逐渐增大,且储层压力越大煤层渗透率变化越明显。
2019年04期 v.46;No.246 35-39+44页 [查看摘要][在线阅读][下载 2358K] [下载次数：246 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 许红英;苗梦露;陈鹏;
为研究聚丙烯酸钠—花青素复合阻化剂对煤自燃的阻化效果,选用褐煤和气煤制备阻化煤样进行对比实验。通过傅里叶红外光谱系统对比褐煤和气煤的原煤煤样与阻化后煤样的活性基团变化规律,开展指标气体测试,验证复合阻化剂对煤自燃的阻化效果。结果表明:聚丙烯酸钠—花青素复合阻化剂对褐煤及气煤自燃过程均起到持续抑制作用,在煤自燃的链式循环反应中,阻化剂阻断了煤氧化学吸附过程中过氧化自由基向碳氧双键中间产物的转化反应,使不稳定的过氧化自由基转化为氢过氧化物并进一步分解生成醇和水,使循环反应终止。聚丙烯酸钠—花青素复合阻化剂有效降低了煤的自热氧化能力,在煤自燃氧化的过渡阶段有显著抑制效果。
2019年04期 v.46;No.246 40-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 1444K] [下载次数：524 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：30 ] |[阅读次数：0 ] - 谢小平;黄宇琪;胡才梦;
针对贵州矿区"三软"煤层开采过程中遇断层附近特殊地质条件下矿压显现异常的问题,采用相似模拟实验方法,根据米箩煤矿一采区3条下山东翼110302工作面的现场实际情况,设计并制作了二维相似材料模拟模型。相似模拟研究结果表明:当工作面开采接近断层时,工作面顶板周期来压步距变小;当工作面推进至断层水平距离为30 cm时,断层上盘相对于下盘岩层先出现滑移失稳现象;当工作面通过断层后,断层下盘相对于上盘再一次出现滑移失稳现象,断层面滑移失稳伴随着工作面矿压显现的异常。
2019年04期 v.46;No.246 45-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2337K] [下载次数：192 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ]
- 刘百祥;
为了快速有效探测回采工作面瓦斯富集区,基于无线电波透视和联合迭代层析成像原理,建立瓦斯富集区正演模型,采用0. 3、0. 5、1. 5 MHz 3种频率同时进行电磁波CT探测,通过综合曲线和相对衰减系数等值线图来分析其接收场强值、吸收系数及相对衰减系数的变化特征,并在马兰煤矿28118工作面开展了多频同步CT探测试验。研究结果表明:瓦斯富集区相对于正常煤层,从低频到高频,其接收场强值越来越小,吸收系数和相对衰减系数越来越大;综合曲线中实测场强值和相对衰减系数值有明显的交点,相对衰减系数成果图有明显的强衰减区,高频对异常的分辨能力较高。电磁波多频同步CT探测技术能够识别回采工作面中的瓦斯富集异常区。
2019年04期 v.46;No.246 49-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 2053K] [下载次数：128 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：0 ] - 王明;邓权龙;田冬梅;张文众;
煤炭行业是职业病的高发行业且涉及的职业危害因素众多,为综合评价煤矿井下的危害状况,依据未确知测度理论,选取煤矿井下粉尘质量浓度、有害气体指数、瓦斯浓度(甲烷体积分数)、噪声、振动、温度、湿度、风速、有效风量率、作业空间、劳动强度共11个职业危害判别指标,建立职业危害评价指标体系,运用信息熵确定各指标权重,根据置信度识别准则进行等级判定,最终得出评价结果。基于煤矿井下职业危害未确知测度评价模型,应用Visual Basic编程技术实现该评价模型程序化,将该评价模型应用于同忻煤矿井下6个工种的职业危害综合评价,评价结果与实际情况相互吻合,表明该评价模型及其应用程序能够客观、准确地评价煤矿井下职业危害情况。
2019年04期 v.46;No.246 54-58+63页 [查看摘要][在线阅读][下载 544K] [下载次数：217 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 许慧娟;
为了有效提高低浓度瓦斯发电机组的发电效率及发电量,对低浓度瓦斯发电机组的运行实况进行现场测量、记录,通过对检测数据进行通径分析,得到气源温度、环境温度及厂房温度与发电效率的相关性,通过理论分析计算了气源液态含水量及气源温度对发电效率的具体影响规律。结果表明:瓦斯气源品质对发电效率影响的最主要因素为瓦斯气源含水量,其次为瓦斯气源温度。针对关键影响因素提出一种余热降温及机械联合脱水系统,通过提升低浓度瓦斯进气品质的方式,提高低浓度瓦斯发电机组的发电效率。
2019年04期 v.46;No.246 59-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K] [下载次数：145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：9 ] |[阅读次数：0 ] - 张群;
为了保障乏风瓦斯蓄热氧化利用工程安全运行,分析了低浓度瓦斯输送系统、乏风瓦斯混配系统、乏风瓦斯蓄热氧化炉等工艺环节存在的安全风险。针对这些风险设计了同时基于水封阻火泄爆、自动抑爆、自动阻爆3种不同原理的瓦斯输送安全保障系统,以及混配瓦斯浓度超限紧急处理系统,防超温、防超压和自动泄爆的蓄热氧化炉运行综合安全保障系统。对山西阳煤五矿乏风瓦斯蓄热氧化井筒加热工程开展了安全系统设计,通过实际运行验证了设计的合理性、可靠性、稳定性。
2019年04期 v.46;No.246 64-67+72页 [查看摘要][在线阅读][下载 712K] [下载次数：220 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 姬亚东;
针对塔然高勒煤矿西一盘区3-1煤层顶板含水层涌水危险性问题,利用聚类分析对含水层厚度、岩芯采取率、脆塑性岩厚度比、渗透系数、单位涌水量等关键因素进行涌水分区,并结合模糊综合评判法对各涌水分区进行等级划分,将其划分为"安全""较安全""较危险""危险"4个等级。结果表明,西一盘区可分为6个分区,除F分区为危险区外,其余分区均为安全区,与西一盘区实际水文地质条件相一致。基于聚类分析的模糊综合评判法可作为煤层顶板涌水危险性评价方法。
2019年04期 v.46;No.246 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K] [下载次数：333 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：23 ] |[阅读次数：0 ] - 李虎民;杨俊磊;
针对降柱移架产尘特点,基于负压诱导技术,研制了一种新型架间喷雾引射降尘装置,并通过正交试验,综合液气比与引射风量2个指标,对架间喷雾引射降尘装置的性能进行了测定。结果表明:试验条件下,喷嘴孔径、喷管直径是液气比的主要影响因素,喷雾压力对其影响不明显;喷嘴孔径1.2 mm、喷管直径150 mm、喷雾压力8 MPa为该降尘装置的最优参数。现场应用表明,架间喷雾引射降尘装置对总粉尘和呼吸性粉尘的降尘效率分别达到了72.5%和84.9%,喷雾引射降尘效果明显。
2019年04期 v.46;No.246 73-76+81页 [查看摘要][在线阅读][下载 279K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]
- 刘勇;
针对高产尘强度采煤工作面采煤机逆风割煤时的粉尘危害特点,以王家岭煤矿20106综采工作面为试验对象,遵循"先抑、后控、再降"的粉尘治理思路,采用采煤机高效喷雾抑尘、采煤机喷雾控降尘,以及采煤机下风侧浮游粉尘治理技术对粉尘进行综合治理,在快速湿润采煤机滚筒及垮落区域破碎煤体的同时,将含尘气流引至人行道一侧进行高效沉降,最终使逆风割煤时采煤机司机位置及采煤机下风侧10 m处的总粉尘降尘效率分别达到98. 3%、97. 6%,取得显著的降尘效果。
2019年04期 v.46;No.246 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 4803K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：18 ] |[阅读次数：0 ] - 田卫东;
为保障天坪隧道顺利穿越DK127+710～DK127+850段龙潭组煤系地层,对该段地层地质条件进行了分析,制订了煤与瓦斯突出隧道揭煤的作业流程和防突措施作业流程;根据煤层特征对揭煤的超前地质钻探、区域综合防突措施和局部综合措施方案进行了具体设计,并采用钻屑指标法对防突方案的实施效果进行了验证分析。实践表明:防突方案实施后,工作面的突出危险性预测指标K1值下降到0. 31 m L/(g·min1/2),保障了隧道施工顺利通过煤层区域。
2019年04期 v.46;No.246 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 942K] [下载次数：106 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：0 ] - 彭明辉;
为了能够给煤矿冲击地压危险性的预测预报提供理论依据,采用SOS微震监测系统对李雅庄煤矿2-610工作面附近煤岩体进行为期2个月的微震信号监测,综合微震信号能量、震中位置及震源垂直标高等信息分析了工作面微震信号类别,并深入研究了微震事件的时空分布规律。结果表明:2-610工作面断层活化的微震信号能量级别为105J,主频为30～55 Hz;采空区基本顶断裂及开切眼处顶板破裂的微震信号能量级别均为104J,主频前者为25～35 Hz,后者为45～70 Hz;采空区直接顶垮落的微震信号能量级别为103J,主频为25～45 Hz。在确定的生产空间中微震事件主要集中在位置变化不大的3个区域;微震频次主要受生产时间的影响,其随交接班后正常生产时间的增加有一个逐渐增加的过程,且存在一定的滞后。
2019年04期 v.46;No.246 87-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1211K] [下载次数：229 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 高松;牟景珊;杨慧明;
为了解决采煤工作面顺层钻孔消突效果不均匀、效率较低等问题,以淮南地区谢桥煤矿低透气性煤层为试验对象,采用顺层钻孔水力压裂技术对煤层进行增透,以提高瓦斯治理效率。介绍了顺层钻孔区域防突措施设计方案,对水力压裂半径进行了考察;开展了水力压裂钻孔及瓦斯抽采钻孔设计,以及注水压力、注水量和保压时间等水力压裂工艺参数试验。水力压裂和未压裂顺层钻孔瓦斯抽采效果对比表明,水力压裂后钻孔抽采平均瓦斯浓度提高54%,平均单孔抽采瓦斯纯流量提高280%,抽采达标时间缩短了1个月;防突效果检验指标均达标,工作面回采期间未出现瓦斯浓度超限现象。
2019年04期 v.46;No.246 92-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 142K] [下载次数：153 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：7 ] |[阅读次数：0 ] - 孟小红;
为了解决成庄煤矿高瓦斯含量、低透气性煤层在开采过程中遇到的瓦斯难以抽采的问题,在该煤矿进行了水力压裂现场试验并优化钻孔布置,定量分析水力压裂的影响范围及效果。结果表明:采用水力压裂技术后的煤层透气性系数提高了26.3倍、煤层内瓦斯压力降低了53.5%,消除了煤与瓦斯突出的潜在危险,同时瓦斯抽采纯流量及其抽采浓度也有了大幅度的提高。通过优化钻孔布置,有效降低了成庄煤矿的瓦斯治理成本。
2019年04期 v.46;No.246 95-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K] [下载次数：186 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ]
- 程波;乔伟;颜文学;向衍斌;
如何精准测定煤矿井下煤层瓦斯含量,进一步厘清煤层瓦斯成藏特征是矿井实施瓦斯灾害治理或煤矿区煤层气资源开发利用的关键。基于前期研究及文献调研,回顾了煤矿井下煤层瓦斯含量测定方法的发展历程,综述了当前国内外井下煤层瓦斯含量测定技术的研究进展。分析了煤层瓦斯含量测定理论与工程应用中存在的问题,指出瓦斯在煤屑内的扩散机理与多物理场耦合作用下煤吸附瓦斯机理尚未研究透彻、井下"保真"取样技术存在局限性等因素制约了煤层瓦斯含量的精准测定。对总体发展趋势进行了展望,认为煤矿井下煤层瓦斯含量测定技术正朝着智能化、多元化的方向发展,加强理论研究,尽快完善装备,发展高精度的原位测量技术是未来的主要研究方向。
2019年04期 v.46;No.246 98-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 186K] [下载次数：907 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：50 ] |[阅读次数：0 ] - 赵兵朝;贺圣林;路晓晓;
为了研究浅埋煤层开采条件下基岩厚度、松散层厚度及开采厚度3个因素对地表最大下沉值的影响,借助FLAC3D软件进行数值模拟并运用正交实验法对3个因素进行影响程度排序,得到各因素对地表最大下沉值影响程度排序为:基岩厚度H>松散层厚度h>开采厚度m。通过改变3个因素变量取值,分析三者对地表最大下沉值的影响变化情况。基于数值模拟结果,回归分析拟合得到地表最大下沉值与3个因素的综合函数表达式,通过工程实例对该表达式予以验证,结果表明综合函数表达式具有较高的可信度,可为类似条件下煤层开采地表移动变形预计提供参考。
2019年04期 v.46;No.246 104-107+112页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K] [下载次数：261 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：11 ] |[阅读次数：0 ] - 王子昕;宋颖霞;郭呈宇;
为了探明巴拉素煤矿煤炭开采与地表径流量减少之间的关系,在对项目调查评价区水文地质条件分析的基础上,利用GMS地下水数值模拟软件建立评价区地下水数值模型,定量分析评价区内主要地表径流量随煤炭开采地下径流补给衰减变化曲线,结果表明:各河谷地下水总溢出量衰减率均小于12.00%,且在煤炭开采第49年后,地表径流量衰减明显上升,其主导因素为评价区内煤炭开采引起地表沉陷明显下降,第四系潜水水位抬升,造成无效蒸发量增大,从而造成补给地表水体水量减少。
2019年04期 v.46;No.246 108-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 4523K] [下载次数：278 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：0 ]