煤矿安全杂志

低渗透突出煤破坏过程中瓦斯运移规律研究

关键词: 低渗透性  突出煤层  瓦斯运移  数值模拟  解吸  

利用自主研制的煤与瓦斯突出模拟实验装置,结合数值模型的建立,基于实验和数值模拟的基础上,分析研究了低渗透性突出煤层在煤与瓦斯突出过程中瓦斯的运移规律,研究结果表明:低渗透性突出煤层在受地应力或移动支承压力的反复作用下,煤体渗透性增加,吸附态瓦斯解吸,内部瓦斯压力升高,并呈初期增长速率较快,之后逐渐变小,最后变缓的趋势;同时,游离...

煤体瓦斯运移的容阻效应分析

关键词: 瓦斯解吸  容阻效应  孔隙结构  双重介质  气体渗流  

通过对多孔介质吸附-渗流理论及实验分析,提出了对煤体瓦斯运移规律的新认识。研究结果发现:煤体结构对瓦斯运移具有容阻效应,'容储'、'阻力'二重特性并存构成了煤基质瓦斯运移的基本功能;瓦斯运移过程中的吸附特性差异体现在吸附响应时间、吸附速率增长速度、吸附平衡时间和最大吸附能力4项指标;瓦斯运移过程中扩散和渗流2种方式并存,当裂隙及...

基于分形理论的高煤阶煤层气储层气-水相渗计算方法及应用

关键词: 分形理论  高煤阶煤层气  毛管压力曲线  计算方法  

通过理论推理和室内实验,研究了利用分形理论计算高煤阶煤储层气-水相渗的方法,结果表明:煤样孔、渗物性越好,最大进汞饱和度越高,两相渗流区越大,等渗点水相饱和度越小;通过分形理论利用毛管压力曲线计算煤岩气-水相渗曲线是可行的,实验样品相渗曲线的计算值与实验值非常接近;分形维数主要影响水相渗透率,分形维数越大,水相渗透率曲线越向右偏...

造纸废料制备润湿型抑尘剂及其性能研究

关键词: 造纸废料  润湿剂  粉尘防治  化学改性  接枝共聚  

基于当前市面常用润湿剂结构特点,制备兼具润湿和屏蔽金属离子的新型高效抑尘剂。该研究迎合近年来废物利用的研究热点,利用造纸废料提取木质素进行磺化处理,利用接枝共聚方法进一步改性接枝聚丙烯酰胺支链,加入少量表面活性剂进一步增强润湿效果,最终制备出一种用于喷雾降尘的高分子润湿型抑尘剂。介绍了产物的制备流程并通过傅里叶红外光谱分...

气相聚能压裂煤层的三维效应研究

关键词: 气相压裂  聚能致裂  三维效应  物理实验  数值模拟  

液体二氧化碳相变气爆是一种点式气相聚能压裂技术,其对煤体致裂的三维效应是探究增透效果的重要判据。基于自主设计搭建的物理实验平台,实验研究得出了气爆压降的时空演化规律,气爆气体压力峰值与爆破口距离的空间关系呈二次抛物线形式,拟合关系式为y=0.04x2-5.86x+227.6;气爆气体压力上升时间与爆破口距离的时间关系呈幂函数形式,拟合关系式为...

冷却服相变蓄冷填充材料特性实验研究

关键词: 高温环境  冷却服  相变蓄冷材料  热害防治  降温剂  

随着矿井开采深度的增加,热害已成为影响矿井安全生产的主要灾害之一,大面积的机械制冷降温能耗高且投资大。穿着冷却服是除机械降温手段外一种高温高湿环境下保证人体免受热害的一种有效个体的防护措施。冷却服中填充的相变蓄冷材料对冷却服的性能有着重要影响。实验研究了冷却服中填充的相变蓄冷材料的降温剂、防过冷剂、成核剂、基液的特性及...

水力压裂控制坚硬顶板室内试验及现场测试

关键词: 水力压裂  顶板控制  预制切槽  横向切槽参数  泵注速率  

为了获得坚硬顶板在水力压裂作用下的裂缝扩展规律,采用室内试验研究了不同的预制横向切槽参数和泵注速率作用下的压裂效果。室内试验结果表明:预制横向切槽可有效的降低水力裂缝的起裂压力,较长的切槽长度与合适的切槽角度可使水力裂纹有更平滑的转向路径,从而改善近井筒区域裂缝复杂性。此外,对水力压裂的影响范围及效果进行了现场试验。现场...

榆横北区煤层顶板含水层岩石微观特征研究

关键词: 侏罗纪煤田  矿井水害  煤层顶板含水层  岩石学特征  微观空间性质  

研究岩石的微观特征,可掌握含水层的空间结构、渗透性质及展布规律等。为了充分了解煤层顶板直接充水含水层的富水性质,以巴拉素井田为例,通过理论分析、薄片观察、压汞测试等手段,对矿井未来主采的2#煤顶板直接充水含水层岩石微观特征进行分析研究。结果表明:延安组含水层的岩性主要有细粒岩屑长石砂岩和中粒岩屑长石砂岩共2种;直罗组含水层的...

软硬煤二元气体竞争吸附差异性研究

关键词: 软煤  二元气体  竞争吸附  物性参数  等温吸附  

同一煤层软煤和硬煤物性参数特征不同,导致其对气体吸附行为存在差异。基于实验室测试模拟的方法,测试软硬煤体物性参数的差异性,搭建二元气体竞争吸附实验平台,研究软、硬煤体CO2和CH4竞争吸附特性规律。结果表明:除坚固性系数f值外,软硬煤基本参数相近,软煤微孔体积及孔表面积大于硬煤;单组分等温吸附,软煤吸附量大于硬煤,对CO2吸附量大于CH4,...

含水量对煤自燃特性的影响实验研究

关键词: 煤自燃  含水量  差式扫描量热法  放热速率  程序升温  吸氧量  

为有效防治吕家坨5424Z采煤工作面含水煤自燃,通过采用差示扫描量热技术(DSC)与程序升温相结合的方法,分析了不同含水量对煤样吸、放热参数的影响规律。研究表明:水分增量在1%~9%范围内,其热流差零值点温度普遍较高,说明煤样不易发生自燃现象。但在煤样水分增量为1%~4%时,其吸收峰峰值温度较低,且此时吸热速率达到最值,这部分煤样与其他实验水分...

冲击载荷下煤体动力学性能及电磁信号变化特征研究

关键词: 突出煤层  冲击载荷  电磁信号  动态力学性能  shpb杆技术  

为了揭示突出煤层煤体动力学性能及电磁信号变化特征,利用截面为50 mm的SHPB杆技术对煤试样在冲击荷载作用下的动态力学性能进行了研究。研究表明:随着应变率的增加,煤材料的动态响应由硬化向软化过渡,煤试样破坏过程中释放的电磁信号持续时间小于1 s,频率在0~40 Hz之间,电磁信号表现为直线上升,指数下降,末尾小幅振荡的特征,且随着冲击速度、平...

深部巷道断层破碎带渗透性测试及动态监测研究

关键词: 断层突水  采动效应  原位压水试验  动态监测  阻渗性  

我国超过80%的矿井突水事故与断层有关,其中大多数是原始地质条件下的非导水断层在采动影响下发生突水。断层的构造缺陷及采动效应是导致断层突水的2大重要诱因。为深入探究断层突水机制,从断层自身阻渗特性及其易受采动效应的特性出发,对深部巷道断层进行了原位压水试验及水压动态监测,研究了断层的阻渗性能,监测了其在采动条件影响下的实时安...

单裂隙砂岩破坏特征和破裂演化规律试验

关键词: 岩石力学  裂隙倾角  变形破坏特征  声发射  裂纹扩展  

高温对砂岩强度特性的影响试验研究

关键词: 砂岩  温度  围压  三轴抗压强度  弹性模量  

为了研究高温对砂岩强度的影响,利用中国科学院武汉岩土力学研究所XTR01岩石力学试验机对200~1 000℃高温处理后的砂岩开展三轴压缩试验,研究砂岩物理力学特性与温度和围压的关系。试验结果表明:砂岩的三轴抗压强度和弹性模量都随温度的升高呈现先增大后减少的变化规律,在600℃时达到最大值;三轴抗压强度和弹性模量随围压的增大而线性增加。由此...

不同介质组合多法向应力条件下断层滑动模式试验研究

关键词: 断层滑动  冲击地压  滑动模式  失稳滑动  稳定滑动  接触面  

断层滑动是诱发冲击地压的关键因素之一,对其滑动模式的研究将能够为深化对于断层冲击地压的理解。通过设计双面剪切摩擦试验,研究了不同介质、不同加载条件下的滑动模式。结果表明:试验中出现了3种不同的断层滑动模式,即连续失稳滑动、非连续失稳滑动以及稳定滑动,同时,由于加载过程中试件内弹性能的耗散或释放使得滑动速率表现出与加载速率不...

不同温度及橡胶掺量下冻结黏土力学性能

关键词: 黏土  单轴抗压强度  温度  橡胶掺量  弹性模量  

为研究橡胶改良冻结黏土的力学特性,探究其随温度及橡胶掺量的变化关系,并确定不同温度水平下的最佳橡胶掺量,选用WDT-100型冻土压力试验机,采用应变加载的方式对矿井黏土进行单轴抗压强度试验,得到不同橡胶掺量和不同冻结温度条件下改良土体的力学性能指标及应力应变关系曲线。结果表明:橡胶的掺入可提高冻结黏土的弹性模量和强度,掺量为10%~15...

硅烷偶联剂对矿用聚氨酯/粉煤灰加固材料压缩强度的影响

关键词: 硅烷偶联剂  聚氨酯  粉煤灰  压缩强度  交联密度  加固材料  

针对煤矿井下岩体破碎,冒顶片帮等事故的发生,以聚醚多元醇、多亚甲基多苯基异氰酸酯、粉煤灰(FA)、阻燃剂TCPP、硅烷偶联剂(MPS)为基本原料,通过原味聚合法制备出聚氨酯/粉煤灰(PU/FA)加固材料。在此基础上,探究了最优的粉煤灰掺量及3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)添加剂量。在最优条件下,通过扫描电镜和粒度分析仪,分别研究了PU/FA复...

基于β射线吸收法的粉尘浓度测量技术

关键词: 煤矿粉尘  浓度检测  恒流控制  涨落模型  

针对目前我国煤矿粉尘浓度检测设备测量精度低、稳定性差及后期维护频繁等问题,基于β射线吸收原理,通过建立C14原子核衰变β射线涨落模型,在设计气体预处理装置及PID恒流控制技术的基础上,最终完成了β射线吸收法粉尘浓度检测装置的整体设计。实验结果表明样机与手工采样称重法相对误差均低于±10%,可以满足煤矿井下粉尘浓度的检测需求。

谢桥矿1242(3)大采高超长工作面收作期间综合防火技术

关键词: 大采高  煤自燃  注浆  注氮  顶板钻孔  防火  

针对谢桥矿1242(3)工作面收作拆除时间超长以及架后留有大量遗煤等特殊情况,从煤层自然发火条件出发,分析了1242(3)工作面收作期间发生遗煤自燃的原因,并根据现场实际情况,采取了喷注LFM隔绝采空区漏风技术、顶板钻孔采空区全覆盖注浆防火技术、上隅角埋管注浆防火技术、注液态CO2以及注氮等综合防灭火技术。实践效果表明,采空区CO体积分数有效...

超深孔爆破扩裂提高硬岩巷道机掘效能技术

关键词: 超深孔爆破  硬岩巷道  综掘法  动力学实验  动态抗压强度  

为了解决煤矿全断面硬岩巷道采用岩石掘进机掘进过程中出现的掘进效率低、截齿损耗大、粉尘严重等问题,提出超深孔爆破扩裂技术,增大岩体内裂隙与损伤范围,保留机掘岩巷的速度优势。以新元煤矿为例,通过改进超深孔爆破技术工艺,结合典型岩样静、动力学实验,确定超深孔爆破设计参数,井下试验表明:在全断面为硬岩的情况下该技术方案可以减少59.8%...

浅埋综放工作面CO来源分析与防治技术

关键词: 地表漏风  浅埋煤层  综放工作面  co超限  防治技术  

针对浅埋厚煤层综放开采地表漏风严重、采空区遗煤易自燃以及工作面CO浓度超限影响安全生产的问题,基于串草圪旦煤矿6104综放工作面生产技术,采用现场实测、理论分析相结合,研究了地表漏风条件下浅埋厚煤层综放工作面CO浓度变化规律及其主要来源。研究表明:6104工作面上隅角CO浓度与采空区CO浓度、地表漏风强度正相关;6104工作面煤层及底板内赋...

古书院矿郭山排矸场火区快速治理技术

关键词: 矸石山  钻探评估  高温消除  充填封堵  防复燃  

为了解决由于矸石山自燃造成的各种各样的环境问题,在火区治理的基础上提出了'钻探评估,由深及浅,由边缘到中心,高温消除,钻孔充填封堵,黄土覆盖防复燃'的矸石山综合治理思路,矸石山自燃火灾主要为矸石遗留煤炭自燃所引起的隐蔽性火灾。通过对古书院矿郭山排矸场的研究发现,郭山排矸场火区存在火区位置隐蔽,漏风通道多,复燃几率大的特点。针对治...

冻结深立井快速施工关键技术

关键词: 冻结法  立井  冻结壁厚  快速施工  爆破控制  

新庄煤矿回风立井涌水量大,冻结深度为910 m,钻孔深度深,基岩厚度大,整体施工难度较大。根据该工程实际情况,结合掘砌段高及相关经验确定了冻结壁厚等工程相关参数,介绍了造孔纠偏、冻结交圈施工过程中的关键技术措施。合理的选择了掘砌施工中配套的机械化设备,并简要说明了冻结基岩段的爆破控制技术。实践表明,通过冻结—掘砌过程中各项关键技...

河流强水力联系下采空区水害综合防治技术

关键词: 河流  瞬变电磁  帷幕注浆  采空区  疏放水  

为切断地表水对采空区水的补给通道,疏放采空区积水,消除水害威胁;根据工作面回采期间工作面涌水量变化、物探及钻探,确定库车河水是采空区充水主要水源,并建立河水水力渗透水文地质模型;确定采动前后河水水力渗透补给采区积水分为采前低渗流固液耦合作用和采动后高渗流固液耦合作用2个阶段,采用帷幕注浆切断库车河与A3煤层顶板基岩风化裂隙水含...

待采工作面上覆烧变岩注浆帷幕建造技术

关键词: 待采工作面  烧变岩  注浆帷幕  钻孔施工顺序  浆液流向干扰  注浆方法优化  

为了研究张家峁煤矿5-2煤待采工作面上覆4-2煤烧变岩帷幕注浆技术,分析了烧变岩水文地质特征和帷幕工程实施原因,论述了帷幕工程设计,从钻孔施工顺序、浆液流向干扰、注浆方法优化等方面研究了注浆帷幕的建造方法。工程实践表明:待采工作面上覆烧变岩注浆帷幕建造应按照先内排后外排的顺序,采用井上下双位双向综合引流方法,帷幕线上不同烧变岩断...

复杂破碎地层中定向孔复合排渣钻进技术

关键词: 复杂破碎地层  定向钻进  孔壁失稳坍塌  沉渣  复合排渣  

针对复杂破碎地层中定向孔孔壁易失稳坍塌、成孔率低的问题,分析了煤矿井下近水平定向孔孔壁失稳的机理,并给出采用滑动定向钻进时排渣困难、容易沉渣的原因,提出采用大流量冲洗液正循环排渣和异形钻杆回转排渣的复合排渣技术,分析了大流量冲洗液紊流排渣、钻杆回转排渣、水力正循环和异形钻杆复合排渣的机理;介绍了大流量泥浆泵车、无线随钻测...

碎软煤层空气复合定向钻进工艺技术

关键词: 碎软煤层  空气螺杆马达  定向钻进  钻进装备  瓦斯抽采  

针对碎软煤层钻孔施工存在的钻孔深度浅、成孔率低、瓦斯抽采效果差等问题,提出了基于空气螺杆马达施工的空气复合定向钻进工艺技术。从钻速、钻压和供风量等方面分析了空气复合定向钻进工艺参数对钻孔施工的影响。在贵州青龙煤矿开展现场试验,在16~#碎软煤层中共完成12个主孔、4个主分支孔施工,200 m以上钻孔成孔率达到94%,300 m以上钻孔成孔率...

高应力煤巷掘锚护一体化快速掘进工序优化与支护技术

关键词: 高应力  煤巷  掘锚护一体化  快速掘进  巷道支护  

深部巷道受高地应力、高地温等因素影响,存在巷道掘进速度慢、劳动强度高、作业环境差等问题。基于城郊矿利用掘锚护一体机掘、锚、护工艺机械化和连续化特点,分析了快速掘进主要制约因素,提出了快速掘进工序优化方案,掘进速度提高了31.7%,提高了掘进工效及锚杆支护质量,改善了巷道掘进支护作业环境和安全性。

变厚煤层沿空留巷支护技术

关键词: 变厚煤层  沿空留巷  支护策略  强化控制技术  数值分析  

为解决变厚煤层沿空留巷支护措施单一造成的支护效果不如意及支护成本不合理问题,通过理论分析确定了该类巷道采高较高时从巷内、巷旁和辅助支护进行强化,采高较低时采用以巷内强化支护为主,辅助支护为辅的支护策略;提出顶板强化、充填体加固、超前和滞后强化支护和高预紧力等措施,并进行现场工业性设计和试验。结果表明:工作面推过140 m后,巷道...

大采高超长工作面复杂空巷综合处理技术

关键词: 大采高超长工作面  空巷综合处理技术  全部充填  充填支柱  超前预注浆  

针对成庄矿大采高超长工作面空巷数量多、断面尺寸大、影响范围广的复杂性技术难题,提出了系列化的复杂空巷综合处理措施。在较小断面空巷中采用全部充填方式,在超大断面空巷中采用充填支柱支撑方式,并通过理论分析设计充填支柱的合理强度和让压结构;在煤体应力集中区域采用煤体超前预注浆方式,同时在工作面通过空巷时采取工作面调斜和煤壁补注...

基于围岩松动圈理论的矩形巷道支护技术

关键词: 矩形巷道  松动圈理论  锚网索支护  参数设计  数值模拟  

为解决矩形巷道角点处因应力集中容易产生受拉破坏的问题,以新驿煤矿五采区1509工作面巷道为研究对象,基于围岩松动圈理论,分别运用等效圆法和压力拱法计算得出巷道顶板松动圈范围为1.21 m和1.25 m,并对锚杆、锚索参数进行设计,确定掘进过程中采用'前探梁+锚杆+锚索+金属网'联合支护方案。数值模拟结果表明,巷道顶板、底板和两帮移近量分别为30....

基于AOA的矿井人员精确定位技术

关键词: 矿井人员精确定位系统  aoa  at86rf233  接受信号强度  时分复用  

分析了AOA测距算法原理,设计了矿井人员精确定位系统总体架构,提出一种基于AT86RF233相位差测距的矿井人员精确定位系统,读卡器采用2根定向天线接受无线信号,根据2根天线的接受无线信号强度差异实现方向识别,通过时分复用方式和双信道解决无线信号碰撞问题。试验结果表明系统定位精度达到1 m以内,有效覆盖范围达到200 m,满足矿井高精度定位需要,...

软煤高速螺旋钻机防卡钻液压系统设计

关键词: 高速螺旋钻机  松软煤层  防卡钻液压系统  螺纹插装阀  仿真分析  

针对软煤高转速螺旋钻进中易卡钻、埋钻的问题,通过分析卡钻事故处理的工艺方法,设计了回转超压给进减压、回转超压给进回退和回转超压给进回退抗波动3种不同的防卡钻液压系统方案;将3种方案与螺纹插装阀相结合,开发出新型防卡钻液压系统,并使用AMESim仿真软件建立系统模型进行分析。结果表明:系统动态特性与理论设计相符,防卡钻液压系统反应灵...

掘进巷道防脱轨承载车的应用设计

关键词: 煤矿粉尘治理  掘进巷道  防脱轨承载车  转向装置  万向节结构  

针对煤矿粉尘治理中针对煤矿井下机掘巷道轨道铺设不标准,2条承载轨道出现前后、左右水平高差大的特殊环境,使得在轨道上运行的除尘设备承载车易掉道、翻车威胁矿工的人身安全的情况,设计了一种掘进巷道防脱轨承载车。该承载车允许机掘面2条承载轨道前后、左右高度差≤100 mm;在运行过程中能始终保持承载车4个轮对与轨道密实接触从而保证永不掉...

一种防爆红外微波探测器

关键词: 红外微波探测器  入侵探测  dt8035复合智能探测器  本安电源  信号隔离电路  

分析了被动红外及微波入侵探测技术原理,提出了一种基于隔爆兼本安防爆形式的防爆红外微波探测器的设计方法,该方法主要将霍尼韦尔DT8035复合智能探测器进行本安处理,并进行相应的本安电源及信号隔离电路设计。所设计的探测器产品能够满足诸如城市地下综合管廊的Ⅱ型爆炸性环境使用。

YSDC矿用电磁波随钻测量系统及在煤矿井下空气钻进中的应用

关键词: 电磁波随钻测量  定向钻进  软煤空气钻进  绝缘天线  通缆钻杆  

针对采用通缆钻杆进行数据传输的有缆随钻测量系统和采用钻井液进行数据传输的泥浆脉冲无线随钻测量系统在软煤钻进时易造成塌孔及埋钻等事故的问题,提出采用电磁波随钻测量技术进行软煤空气钻进的解决方案,开发了YSDC矿用电磁波随钻测量系统,并在淮南某矿进行了软煤空气钻进应用。实钻应用结果表明:YSDC矿用电磁波随钻测量系统在整个钻进过程中...

转载点密闭自发电气水喷雾系统

关键词: 选煤厂  转载点  密闭收尘  气水喷雾  自发电装置  

为了解决某选煤厂转载点处由于带式输送机高差大而产生的煤尘积聚、飞扬造成车间环境污染的问题,通过分析转载点产尘特性和产尘原因,研究了一套转载点粉尘治理方案。首先根据带式输送机尺寸以及风机安装位置、角度设计了密闭罩,很好的控制了粉尘逸散的问题;然后对气水喷雾装置进行参数计算、元件选型和现场安装;最后将新型自发电控制装置与喷雾...

矿山救援超前侦测系统

关键词: 矿山救援  超前侦测  发身装置  侦测系统  矿山巷道  

为了满足救援人员在矿山救援过程中对微光或无光巷道环境超前侦测的实际需求,保障救援人员的生命安全,研制了一套矿山救援超前侦测系统;重点针对充气发射装置、环境参数检测探头、接收仪等系统关键部件进行了研究分析;基于气压及空气动力学原理分析了环境参数检测探头发射过程,确定了在矿山巷道受限空间的最佳发射策略;针对该系统样机在煤矿巷道...

巷道围岩多参数监测装置

关键词: 巷道支护  巷道围岩监测  激光测距  围岩变形  应变片  

为预防巷道围岩事故的发生,开发了巷道围岩多参数监测装置,实现了围岩内部应力、离层及巷道表面位移的监测。介绍了巷道围岩多参数监测装置的组成,论述了其测量原理和使用步骤,实验室测量试验结果与实际吻合度较好。监测数据可用于评价围岩的支护、变形、收敛和稳定性,可以大大降低此类围岩事故的发生率。

矿用全断面巷道掘进机机型特点

关键词: 巷道掘进  全断面岩石掘进机  煤矿用全断面巷道掘进机  矿用认证规范  防爆设备  

全断面掘进设备已经广泛应用于各种隧洞挖掘工程中,煤矿掘进行业也逐步开始采用这种技术。介绍了其他非煤行业的主要全断面岩石掘进机的组成结构,同时分析了煤矿井下掘进地质环境的特点,论证了煤矿使用全断面掘进技术的可行性,并且结合煤矿安全生产要求,提出了煤矿用全断面巷道掘进机在设计生产过程中需要注意的一些关键点,为传统全断面掘进技术...