煤矿安全杂志

煤体吸附解吸瓦斯规律及细观特征研究

关键词: 瓦斯吸附解吸  解吸率  细观分析  渗透性  ct扫描  临界温度  

煤体对瓦斯的吸附解吸特征对防止瓦斯事故以及煤层气抽采技术都具有重要的意义。对不同温度下的煤体吸附解吸规律做了量化研究,同时从细观角度对实验后的煤样做了渗透性分析,得到如下结论:煤体吸附和解吸瓦斯的过程均可分为3个不同的阶段,解吸率与温度呈对数关系变化;从20℃变化到80℃,孔隙率呈现先增后减的趋势;从煤体解吸率和渗透性的角度综合...

气体围压条件下煤体单轴压缩破坏的电位特征研究

关键词: 煤体破坏  单轴压缩  电位特征  气体围压  监测  瓦斯影响  

为了研究煤体在单轴加载情况下瓦斯环境对煤体电位的影响效应,搭建了氮气围压条件下煤体单轴压缩破坏观察监测系统,测试了不同围压条件下煤体单轴加载的电位变化情况,探讨了煤体加载破坏和瓦斯对电位的影响机理。实验结果表明,煤体在围压条件下加载破坏能够产生电位信号,且电位信号与应力和气体压力的变化趋势具有一定的关联性;对于同一类型煤样...

超临界甲烷等温吸附模型对构造煤的适用性研究

关键词: 构造煤  超临界吸附  等温吸附模型  甲烷  标准偏差  

为探讨超临界条件下甲烷等温吸附模型对构造煤的适用性,以许疃矿为研究区采集样品,对相同煤级的5个煤样分别进行了空气干燥基和干燥无灰基甲烷等温吸附实验,以标准偏差为准分析了各模型的拟合效果。研究表明:模型对碎裂煤、片状煤甲烷超临界吸附拟合效果均较好,对揉皱煤、糜棱煤的拟合效果较差;D-R-3、D-A-1、D-A-2和D-A-3模型拟合效果较为理想,...

MgCl2对煤一次氧化与二次氧化影响的实验研究

关键词: 一次氧化  二次氧化  阻化剂  水分  耗氧速率  

为研究MgCl2对煤一次与二次氧化的影响,采用程序升温法分别研究了长焰煤一次氧化和二次氧化的不同特征。结果表明:未经MgCl2阻化处理的煤样,一次氧化的CO、CO2产生量和耗氧速率均高于二次氧化;经MgCl2阻化处理后的煤样,煤温低于110℃时,一次氧化的CO、CO2产生量和耗氧速率均低于二次氧化,煤温在110140℃时,二次氧化比一次氧化反应更完全。

赵庄矿1307底抽巷钻孔注气置换深化促抽试验研究

关键词: 松软低透煤层  煤层注气  置换促抽  布孔方式  瓦斯抽采  

针对赵庄矿1307工作面煤层松软低透气性、瓦斯抽采难的问题,尝试在底抽巷穿层钻孔中采用钻孔注气置换促抽的方法,合理布置了注气孔和抽放孔,并对煤层注气效果进行了测试,最终得出注气促抽试验是可行的,提高了煤层瓦斯抽采效果,从而保障1307工作面安全高效回采。

大直径抽采钻孔套管护孔强度研究

关键词: 大直径钻孔  套管护孔  瓦斯抽采  塑性破坏  极限强度  

为了研究大直径抽采钻孔套管护孔技术,以同煤集团塔山矿三盘区首采面为研究背景,采用理论分析、数值模拟和现场验证相结合的方法进行研究,根据塑性理论,推导了钻孔套管塑性区应力场的解析解和“套管-围岩系统”的极限强度表达式;运用FLAC3D软件分析了有、无套管护孔2种情况时,大直径钻孔的应力分布规律,并且通过现场进行了验证;结果表明,随着采...

CO2致裂器深孔预裂煤体裂隙扩展范围试验研究

关键词: co2致裂器  深孔预裂  瓦斯抽采  裂隙扩展范围  影响半径  

为了得出CO2致裂器串接进行深孔预裂的影响半径,在山西某煤矿3#煤层进行了2组试验,研究了在抽采区和未抽采区2种不同工况下深孔预裂的影响半径,并结合理论计算的结果进行了分析,结果表明,利用串接CO2致裂器进行深孔爆破,钻孔深度100 m的情况下,影响半径约5 m,为致裂增透方案的设计和现场施工提供了有力的技术支持。

煤岩组合体力学特性与瓦斯渗流规律试验研究

关键词: 煤与瓦斯共采  煤岩组合体  力学特性  渗透率  渗流规律  

利用三轴渗流测试系统,模拟不同厚度的顶板、煤层和底板条件,进行了不同岩煤高度比条件下煤岩组合试件的力学特性与渗流规律的试验研究。结果表明:对于不同岩煤高度比的煤岩组合试件,失稳破坏的峰值强度存在差异,且峰值强度随岩煤高度比的增加呈增大趋势;组合煤岩体的失稳破坏呈现宏观剪切破裂面,且破裂面贯穿顶、底部岩石;组合煤岩体的渗透率随...

气动孔口除尘器动力源的试验研究

关键词: 矿井粉尘  除尘器  孔口除尘  空气放大器  供气压力  垫片厚度  

针对KCS-11K型湿式孔口除尘器存在体积大、质量重、井下移动困难等问题,研制了新型气动孔口除尘器的安全动力源-空气放大器,对安全动力源-空气放大器性能进行了深入的试验研究,应用回归分析建立了安全动力源-空气放大器工作性能的数学模型。

甲烷气氛下煤低温氧化产气规律实验研究

关键词: 氧氮比  甲烷气氛  低温氧化  产气规律  自燃  

为研究煤矿采空区含瓦斯和不同氧氮比气氛对浮煤自燃的影响,建立了煤低温氧化实验系统,设计了不同氧氮比和甲烷体积分数的18组实验气氛方案,并在此气氛下对自燃煤层煤样开展程序升温氧化实验。研究表明,高氧氮比气氛下煤样CO初始产出温度比低氧氮比气氛低,同时高甲烷组分抑制CO生成;C2H4产出随甲烷体积分数增加而降低,随氧氮比减小而降低,氧化气...

矿井防尘供水管网水力特性的相似性研究

关键词: 矿井防尘  供水管网  相似准则  水力特性  函数拟合  

为了研究井下工作面水压受供水管网中水量变化的影响,找出工作面水压变化的大致范围,以便在水压降到正常供水临界点前采取措施,通过变态相似理论并结合试验场地情况,推导出防尘供水管网相似准则数,以此搭建相似试验模型,并通过试验数据验证了模型的相似性。然后在此模型上通过试验来进行管网水量水压相关性的研究,并通过函数拟合的方式来对试验...

低透气性煤层的点式水力压裂增透试验研究

关键词: 低透气性煤层  增透  点式压裂  瓦斯抽采  数值模拟  

针对煤层透气性低,抽采效果不佳的问题,开展水力压裂增透试验。利用数值模拟软件模拟单孔和三孔孔压裂情况下的起裂压力和裂纹扩展规律。基于数值模拟研究结果,确定水力压裂现场试验工艺参数,利用点式水力压裂装置进行了压裂试验。压裂后试验结果表明:煤层的透气性系数、单孔抽采量、抽采浓度分别是压裂前的18.9倍、2倍和2倍。

卸压槽卸压机理研究

关键词: 底鼓  卸压槽  卸压机理  支承压力  数值模拟  

运用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,分析了卸压槽的卸压机理和治理效果。建立了底板受力模型,研究了卸压槽对支承压力传播的影响;通过数值模拟,对比分析了在有无卸压槽2种情况下巷道的应力应变情况;通过现场试验,验证了卸压槽治理以底鼓为主的巷道变形破坏的效果。结果表明:卸压槽切断了巷道直接底板,改变了底板的受力结构,改变了采场支承...

不同粒度软煤与硬煤吸附性能差异性研究

关键词: 软硬煤屑  粒径  瓦斯吸附性能  孔隙结构  等温吸附  

喷射钢纤维混凝土衬砌结构模型试验

关键词: 软岩巷道  钢纤维混凝土  衬砌结构  模型试验  软岩支护  

针对软岩巷道混凝土衬砌支护难题,基于对比试验和模型试验原理对喷射钢纤维混凝土的配合比进行优化设计,并对某巷道模型结构的衬砌方案进行试验研究,得到钢纤维的最优掺量和模型结构的应力分布状况,分析其受力机理。结果表明,喷射钢纤维混凝土衬砌结构具有较好的让压变形能力,适合深埋隧道和巷道的软岩支护。

ACZ-1改性注浆材料加固深部软煤巷道试验研究

关键词: 性能试验  软煤巷道  中空注浆锚索  巷道变形  巷道支护  

首先通过实验室试验方法研究了不同水灰比的ACZ-1改性水泥浆液的黏度、凝结时间、膨胀率和不同龄期结石体的抗压强度;其次,利用专门研制的模拟破碎煤体注浆试验模具,对注浆胶结破碎煤体的抗压强度和注浆胶结体黏结钢绞线的抗剪强度进行了一系列的模拟验证,研制出了1种即具有流动性好、微膨胀、早强、高强特性,又具有凝结时间可调的ACZ-1改性水泥...

建筑垃圾膏体充填材料配比优化试验研究

关键词: 建筑垃圾  膏体充填材料  正交试验  优化配比  充填开采  

为优化建筑垃圾膏体充填材料技术参数,以建筑垃圾为骨料,粗粉煤灰基为胶结材料,采用正交试验方法分析料浆质量浓度、灰料比及细骨料所占比例对充填体的塌落度、分层度、泌水率及单轴抗压强度的影响。结果表明:灰料比对膏体塌落度和泌水率有重要影响,膏体质量浓度和灰料比是分层度、充填体抗压强度的主要影响因素;灰料比越大,膏体塌落度越大,泌水...

近距离煤层群开采高位遗煤自然发火防治技术

关键词: 近距离煤层群  自然发火  高位遗煤  高位插管注浆  二次影响  

川南矿区多以开采近距离易自然煤层群为主,因地质赋存条件及开采方法的限制使得部分煤体无法采出,在下部煤层开采过程中形成高位遗煤,受采动影响垮入采空区后时常发生严重自然发火事故,给矿井的安全生产带来严重威胁。基于此,以船景煤矿118-12工作面为例,开展近距离煤层开采过程中高位遗煤自然发火防治技术研究,在分析工作面自然发火影响因素的...

极近距离易自燃煤层群工作面回撤期间防灭火技术

关键词: 极近距离煤层群  自燃  工作面回撤  防灭火  注浆  控漏风  

针对川南地区极近距离易自燃煤层群自然发火期短、采空区漏风严重等问题,分析了在工作面回撤期间不利于防灭火工作的诸多隐患。以白皎煤矿2274工作面为例,分析了该工作面回撤期间所面临的自然发火隐患,基于工作面的实际地质条件、巷道布置、进度条件等因素,提出了以采空区自然发火预报机制为基石,以“采空区高位插管注浆、控漏风、采空区注氮、...

板定梁塔煤矿井田边界火区隔离工程技术

关键词: 井田边界  高温火区  隔离墙  注浆  水玻璃凝胶  

针对板定梁塔煤矿井田边界朱家沟煤矿露天剥离采空区出现高温火区,通过分析矿井地质资料和高温火区实际情况,确定在板定梁塔煤矿井田边界进行地面钻孔,并利用钻孔灌注塑性水玻璃凝胶材料成功地在板定梁塔井田边界构筑了1道火区隔离墙,有效阻止了朱家沟煤矿露天剥离开挖火区向板定梁塔煤矿蔓延。

工作面强矿震事件的震动波CT时空预测技术

关键词: 震动波ct  强矿震事件  波速异常  波速梯度异常  冲击危险期  

以某矿3307工作面回采期间的微震监测为基础,统计分析微震事件的震源能量和震动频次,并结合震动波CT技术动态预测强矿震事件。研究结果表明:利用震动波CT技术,反演得出煤层和顶底板切片波速异常系数An和波速梯度变化系数VG等值线云图,确定高波速正异常和高波速梯度异常区域,可从空间上划分出强冲击危险区域;分析微震事件的时间分布表,探讨每日震...

复合软岩马头门破坏机理及控制技术

关键词: 复合软岩  马头门  大断面  修复技术  对拉锚索  围岩控制  

针对园子沟煤矿副井马头门保护层开裂,围岩变形量大等现象,采用模拟分析和现场实测相结合的方法分析了马头门变形破坏的原因。结果表明,节理化泥质软弱围岩、硐室群产生的叠加应力、裂隙水引发围岩膨胀的附加应力和施工扰动在马头门变形破坏中起到了主控作用。在分析其受力机理的基础上提出大断面围岩强化控制技术,即采用环形锚索一体化、深浅孔...

强冲击厚煤层上保护层尖灭区域冲击地压防治技术

关键词: 保护层  解放层  冲击地压  负煤柱  沿空掘巷  外错巷道  数值分析  

为保证上保护层尖灭被保护层工作面的回采安全,根据华丰煤矿地质条件,采用理论研究和数值分析的方法,研究其冲击地压发生机理和防治技术。结果表明:单保护层开采条件下,工作面大部分处于卸压范围内,上巷附近区域煤体应力产生集中,易发生冲击地压。通过采用“负煤柱”沿空掘巷能有效降低上巷附近区域煤体应力,促使高应力向深部转移。

非标螺旋钻杆在软煤中的钻进技术与装备

关键词: 松软突出煤层  瓦斯抽采  钻进装备  螺旋钻杆  钻进技术  

松软突出煤层本煤层瓦斯抽放孔钻进有3大技术瓶颈,一是成孔难,二是成孔率低,三是卡埋钻、喷孔等孔内事故多。针对这3个实际问题,通过对螺旋钻杆排粉机理、钻进技术分析,以及不同型式的非标准型宽翼片大通孔螺旋钻杆的现场应用,总结出适用于不同软煤层的非标螺旋钻杆钻进技术与配套装备,使其能够推广应用。

煤矿液压支架放煤口负压除尘器的优化设计

关键词: 负压除尘器  液压支架  空气流量  射流速度  引射筒直径  

为了提升安装于液压支架尾梁放煤口的负压除尘器的除尘能力,采用理论分析与计算机模拟相结合的方法对负压除尘器进行优化。确定了目标函数和需要优化的参数;建立了负压除尘器的三维模型并进行网格划分,运用Fluent分析软件进行数值模拟,得到了流场压力与速度的分布情况,求得除尘效果最佳时射流速度与引射筒直径的最佳组合参数,为负压除尘器的最佳...

瓦斯爆炸动态特性测试系统及应用

关键词: 瓦斯爆炸  火焰形状  火焰传播速度  瓦斯爆炸威力分析  动态特性测试系统  

针对瓦斯爆炸火焰、温度及超压动态特性的测试要求,设计了瓦斯爆炸测试系统;对系统中的火焰形状、传播速度测试、超压测试、温度测试及同步控制等关键技术进行了深入地研究。测试系统主要由实验管道、配气系统、点火装置、火焰高速摄像、高频压力传感器及微细热电偶等组成,能够实现瓦斯爆炸过程中火焰形状及其传播速度、温度及超压等动态参数的...

煤矿瓦斯地质预警评级系统

关键词: 煤矿瓦斯  瓦斯地质评级  预警系统  数据管理  管理平台  

为了提高煤矿井下瓦斯地质预警能力,通过专业的评级报表以标准化、制度化的方式对煤矿5大部门采集的数据进行分析;以瓦斯地质预警评级系统为中心,通过多部门联动,及时上传、汇报、分析数据;以报表的形式对井下环境进行评级、预警,通过多样式的传输方式,实现可多终端方式实时查看评级报表,瓦斯地质预警评级系统还可以与多种系统相结合形成智能预...

钱家营煤矿主要通风机能力研究

关键词: 矿井通风  主要通风机  工况点  喘振  风机叶片角度  

对钱家营煤矿2台主要通风机分别在多个叶片角度、多个转速下进行了性能测试,以探查矿井通风机的最大允许叶片安装角度和各叶片角度下的最高允许转速。实测表明,叶片角度越大、转速越高,对应的“喘振”风阻越小,也就是说风机越容易喘振;改变叶片角度对于提高风机的通风能力效果不是特别明显,而在同一叶片角度时,转速提高,风机风量和风压明显提高...

煤矿井下基于RSSI的多维标度定位算法

关键词: 井下定位  rssi  无线传感器网络  多维标度法  粒子群算法  

针对煤矿井下环境复杂多变,受限无线信道容易受到非视距、多径衰落及人为因素的影响,导致指纹匹配技术定位算法误差较大,提出了一种基于RSSI的多维标度定位算法。该算法根据井下巷道信号传播模型测距构建相异性矩阵,利用多维标度法计算节点相对坐标,通过平面四参数模型转换为移动节点的绝对坐标,引入粒子群算法优化节点位置坐标,实现对井下移动...

煤矿采场灾害人员疏散模型及避灾硐室布置

关键词: 煤矿井下紧急避险  煤矿采场灾害  人员疏散  避灾硐室  当量长度  

针对煤矿现有紧急避险疏散体系存在的避灾硐室选址不合理、逃生效率低下等问题,综合考虑煤矿采场瓦斯爆炸、煤尘爆炸、高温及有毒有害气体对避险人员的影响,在避灾路线上建立多个备选避灾硐室,计算人员疏散所经巷道的当量长度,建立以min（t1,t2,t3）、Dij和V为变量的煤矿采场灾害人员疏散模型,得出评价人员疏散的安全系数K。结合实例,仿真分析工...

煤矿井下人员非连续性移动路径研究

关键词: 人员定位系统  人员定位  行走路径矫正  网络划分  空间路径算法  

井下人员定位系统井下读卡分站由于复杂情况存在漏读现象,导致人员从一个分站到下一个分站记录不连续的,其行走轨迹需要通过网络计算来矫正,否则就会出现人员不按照井下巷道行走,出现“穿越煤层”的情况。根据煤矿井下巷道的特点,利用Dijkstra最短路径算法原理,对于井下人员定位读卡分站和巷道组建的网络进行分组,对算法进行优化,实现人员井下移...

本安电源双重化保护电路冗余方式对比研究

关键词: 双重化保护  并联冗余  串联冗余  截流保护电路  本安电源  

为研究不同的冗余方式对本安电源双重化保护电路的影响,在一种新型截流保护电路的基础上,分别对其进行双重化串联和并联连接,在模拟一个故障前提下,进行对比试验。试验发现当保护电路结构相同时,由于故障类型的不同,双重化串联、并联冗余保护电路会产生不同的保护效果:发生类型I故障,会使串联冗余式保护电路发生误断,导致电源停止供电;发生类型I...

ZDY2800LG高转速螺旋钻进技术装备应用

关键词: 煤矿钻机  钻进工艺  高转速  高效排渣  螺旋钻进  

分析了松软煤层钻进的难点,提出了采用高转速螺旋钻进技术实现松软煤层快速钻进和高效排渣的解决方案,介绍了针对松软煤层钻进施工研制的ZDY2800LG型高转速履带钻机的结构和功能特点;对该钻机配套插接式螺旋钻杆采用高转速钻进工艺现场工业性试验进行了详细介绍。现场工业性试验验证了该套技术装备在钻孔成孔率、最大孔深、平均孔深、月均进尺和...

煤矿救灾机器人超声波和惯性导航技术

关键词: 煤矿应急救援  机器人  超声波  惯性导航  粒子滤波  

针对煤矿救灾机器人导航系统的导航精度低的问题,结合煤矿井下非结构化环境的特点,提出一种适于煤矿井下灾后环境的超声波导航和惯性传感器的导航方法,并利用粒子滤波技术进行算法设计。结果表明,基于超声波和惯性传感器融合的导航性能满足煤矿救灾机器人的导航需求,算法的收敛速度很快,提高了煤矿救灾机器人的导航性能和应急抢险能力。

考虑煤层含水率的穿层钻孔布置参数优化研究

关键词: 含水率  参数拟合  klinkenberg效应  瓦斯运移  穿层钻孔  

针对于含水率较大煤层的瓦斯钻孔抽采半径受含水率影响较大的问题,借助含水率与煤体渗透率的动态关系,结合误差对比分析,对瓦斯压力值进行参数拟合,得出了适用于水-瓦斯-煤三相耦合的Klinkenberg效应方程及煤体孔隙率-含水率关系的方程。在上述模型基础下,结合现场实际条件,模拟了穿层钻孔最佳的抽采半径,并在现场运用,钻孔间距10 m时瓦斯抽出在...

抽采钻孔“二堵一注”带压封孔技术的研究与应用

关键词: 瓦斯抽采  封孔质量  二堵一注  带压封孔  抽采效果  

钻孔封孔工艺是矿井瓦斯抽采工程的一个重要环节,封孔不严、孔口漏气,容易造成抽采短路、钻孔孔口负压低、浓度上不去,直接影响瓦斯抽采效果。鹤岗矿区多数抽采矿井存在受巷道卸压带裂隙及钻孔卸压圈裂隙影响,孔口近端裂隙发育,采取常规钻孔封堵技术,气密性差、漏气明显。为改善这一状况,鹤岗矿业公司全面开展瓦斯抽采科技攻关,抽采钻孔采用“两...

煤矿冲击地压巷道支护-卸压协同控制技术

关键词: 冲击地压  数值模拟  锚网索  大直径钻孔  围岩控制  巷道支护  

在分析深井煤层巷道冲击地压发生原因的基础上提出了支护-卸压协同控制技术,同时进行FLAC2D数值模拟,并对某矿7121工作面实施工程实践。结果表明:高静载主导-强动载诱发下的动静载叠加诱冲机理;锚杆内强支护、大直径钻孔软弱结构、原岩应力外强结构体为一体的支护-卸压协同控制技术能够提高巷道的抗冲、减冲、防冲能力;支护-卸压协同应力峰值30....

低渗煤层“切槽-压裂”卸压增透技术研究

关键词: 低渗透煤层  水力切槽  脉冲  水力压裂  卸压增透  

针对阳泉矿区煤层透气性低瓦斯难以抽采特点,研究提出了水力切槽及脉冲水力压裂相结合的新型煤层增透技术,该技术利用水力切割缝槽卸载钻孔周围应力并形成初始导向裂缝,采用定向脉动水力压裂致裂煤体,提高煤体渗透率和卸压增透范围,改变煤体应力场和瓦斯流动场。研究结果表明:切槽钻孔单孔瓦斯抽采累计混合量约是常规孔的10倍以上,单孔抽采混合...

顶板深孔爆破防治压架突水灾害效果的实证研究

关键词: 松散承压含水层  压架  关键层  预裂爆破  顶板  突水  

以祁东煤矿8222工作面压架突水灾害防治问题为工程背景,基于顶板预裂爆破防治压架突水灾害的机理,就深孔预裂爆破在防治松散含水层下采煤压架突水灾害的效果进行实证研究。形成了基于关键层位置的顶板预裂爆破设计方法;提出了利用实测压力、长观孔水位联动类型的变化、钻孔窥视等3种验证顶板预裂爆破实施效果的方法,并进行了现场应用。工作面来...

底抽巷“一巷三用”煤与瓦斯共采技术

关键词: 底抽巷  煤与瓦斯共采  分源抽采  瓦斯抽采  

针对马兰矿高瓦斯工作面上隅角瓦斯浓度偏高问题,结合其近距离煤层的地质及回采条件,通过在8~#煤下邻近层9~#煤层内布置底抽巷,既可作为后期开采9#煤时的回采巷道,有利于采掘衔接,又可截抽下邻近层卸压瓦斯和预抽本煤层瓦斯,再又抽采高位裂隙带内瓦斯和现采空区的瓦斯。马兰矿将该技术在18301工作面得以实践,取得了良好的抽采效果。