煤矿坑道钻机用快速起下钻装置研制北大核心

针对煤矿坑道钻机起下钻过程耗用时间长,人工劳动强度大,机械化程度低等问题,研制了煤矿坑道钻机用快速起下钻装置。介绍了快速起下钻装置的方案制定,详细叙述了夹紧承托装置、吊装装置和钻杆架的设计过程,并简述了快速起钻和快速下钻的工艺流程。工业性试验中快速起下钻装置起下钻总进尺15 624 m,起下钻速度是单根钻杆起下钻速度的3.3倍左右,性能可靠,稳定高效,满足了钻孔施工过程中快速起下钻的功能要求。     

松软煤层全孔段下筛管瓦斯抽采技术与装备研究

以潞安李村煤矿为研究对象,研发新型全孔段下筛管技术的配套设备及工艺流程,并进行了工业试验。结果表明:松软煤层全孔段下筛管技术成孔率是传统下筛管技术的2倍。该工艺可以对裸孔进行护孔,降低钻孔塌孔率,提高了下筛管效率,增加了经济效益;全孔段下筛管工艺下瓦斯浓度稳定在30.6%,是传统工艺下瓦斯浓度的2.83~2.85倍;利用全孔段下筛管工艺可以使单孔纯瓦斯流量提高近2.15~2.36倍,效果明显;松软煤层全孔段下筛管护孔瓦斯抽采效果远高于传统下筛管瓦斯抽采工艺,提高了钻孔的可靠性,保证了瓦斯的抽采效率,解放了生产力,具有良好的推广应用前景。     

厚火成岩下采煤地表移动规律研究

在厚火成岩下采煤,因火成岩硬度大,不易冒落而容易诱发冲击性地质灾害。为了研究火成岩下开采沉陷规律,解决火成岩下开采地面破坏及建筑物保护问题,建立了地表移动观测站。根据火成岩厚度分布情况,结合数值模拟计算,确定了煤层开采后火成岩随下伏岩层呈整体下沉。利用岩移预计软件计算无火成岩条件下地表变形,与实际观测结果对比,分析火成岩下采煤地表移动规律。     

梁洼煤矿水体下采煤的实践与认识

梁洼煤矿位于平顶山矿区韩梁煤田的东南端,该矿开采的二_1煤层为优质主焦煤。煤田上部有平韩铁路专用线及军营沟集配站至许坊矿井的支线,有村庄等建筑物十八处之多,以及石龙河和三煤组采空积水区等。根据1982年底资料,总共占压煤量约2798.8万吨。其中:建筑物下2046.3万吨,铁路下170万吨,水体下582.5万吨,所以“三下”开采已成为该矿亟待解决的问题。70年代该矿对铁路、建筑物和水体下采煤就进行了开采试验,取得经验后在全矿区得到推广。至1987年底共采出“三下”煤量985.83万吨,其中铁路下161.2万吨,村庄建筑物下362.63万吨,水体下462万吨,取得了较为显著的经济效益。下面就梁洼煤矿水体下采煤问题谈谈自己粗浅的认识。     

O2/CO2气氛下高温煤灰热行为及其矿物相转化规律

对2种典型的煤样分别在空气和O2/CO2气氛下制取高温灰,并对此高温灰在不同气氛下的热行为及其在高温下矿物相的转化特性进行了研究。结果显示,煤粉在不同气氛下得到的高温灰,其化学成分随着气氛的变化略有不同。O2/CO2气氛下获得的高温灰,煤灰中一些含钙矿物元素易于发生碳酸化,形成较多的碳酸钙等碳酸盐。对于钙铁矿物含量较高的神府煤,在O2/CO2气氛下形成的煤灰高温下的蒸发熔融吸热较少;而在空气气氛下,在950 ℃的较低温度下便形成钙黄长石等易形成含钙低温共熔混合物的矿物相,其熔融行为在较低温度下发生。对于硅铝含量较高的西阳村煤,O2/CO2气氛下形成的煤灰高温下的蒸发熔融吸热也较少,但气氛的改变不会影响高温下矿物相的形成。O2/CO2气氛可以明显的抑制钙矿物含量极高煤灰的熔融结渣行为。     

特殊条件下的开采技术

煤炭科学研究院北京开采所和唐山分院测量研究所的水体下、建筑物下和铁路下(以下简称三下)采煤研究工作,从建院开始完成的项目有56项,其中获国家和部、省级奖励的有19项。目前正在研究的课题有含水层下采煤,承压水上采煤,村庄下采煤,大型工业厂房下采煤,城下采煤,矿区复田与坍陷综合治理等共18项,其中有6个属国家“七五”攻关的子项目。水体下采煤,自五十年代起先后开展了含水冲积层下开采厚煤层和煤层群的研究工作。进入七十年代以来,开采了淮河、资江等大河流河漫滩、正河床以及大型水库下压煤。在这期间基岩含水层,包括石灰岩岩溶水体下和无隔水层条件的河下压煤试采均取得成功。八十年代开始研究承压含水层上煤层的开采。这一工作是国家“七五”攻关的重要内容之一。建筑物下采煤的研究始于六十年代。先后开展了工业厂房、村庄和城镇的保安煤柱     

分段阻尼技术在下运带式输送机上的应用

下运带式输送机驱动电机因下滑作用常处于发电状态运行,普遍存在"飞车"等技术难题。本文探索采用分段阻尼技术,根据下运工作面运输巷倾角变化情况,对输送带施加不同的阻尼力,使下运输送机处于电动状态,很好地解决了下运带式输送机下运"飞车"难题。     

埋深对残留煤柱下近距离煤巷稳定性的影响

结合鑫瑞煤矿4号和5号近距离煤层生产地质条件,采用数值计算的方法,揭示埋深对单煤柱、双煤柱及煤柱群下近距离煤层巷道变形的影响规律,结果表明,残留煤柱下巷道出现大变形,采空区下巷道变形较小,煤柱与采空区交界下巷道变形最小。随着埋深从100 m增加到700 m,残留煤柱下及靠近残留煤柱采空区下巷道围岩变形量显著增大。     

下向孔抽放下邻近层瓦斯的工艺及效果考察的研究

本文主要介绍了在松藻矿区条件下采用下向孔抽放的施工工艺、下向孔的两种排水方法以及下向孔抽放下邻近层参数的考察等内容。现场试验表明,采用下向孔抽放,大大降低了工作面瓦斯的超限次数,取得了较好的经济效益和社会效益。     

应力-地层水作用下煤层气解吸特征实验研究

利用自主研制的煤岩解吸分析实验装置,分析煤样在地应力-地层水作用下煤层气的解吸规律。通过测试煤岩在地应力和地层水单独或复合作用下的解吸特征,实时监测了解吸量与解吸时间、解吸压力的关系。对比了不同解吸条件下的解吸恢复率。研究表明,四种解吸条件下的解吸恢复率排序为:自然条件下地层水作用地应力作用地应力和地层水共同作用;在地应力和地层水共同作用下解吸量约为自然解吸条件下解吸量的25.3%,自然条件下平均解吸速率为地应力和地层水共同作用下平均解吸速率的3.6倍。     

基于红外作用条件下瓦斯解吸特征实验研究

为了研究红外作用条件下的颗粒煤吸附/解吸特征,采用自主研发的红外条件下的吸附/解吸装置,通过不同红外温度条件下颗粒煤解吸实验以及红外和水浴条件下颗粒煤解吸对比实验,结合不同吸附/解吸公式对实验数据进行拟合分析。研究结果表明:红外能够促进颗粒煤解吸,增大解吸速率,增加解吸量;在相同的吸附条件下,红外作用下的解吸总量是水浴条件下的1.3~1.4倍;红外作用下颗粒煤的解吸符合有上限单调递增函数,且王佑安式能很好的描述解吸特性。     

定向钻机交叉式弧形钻孔下邻近层抽采方法研究

为了解决下邻近层瓦斯抽采难度较大的难题,考虑VLD-1000型定向钻机调整弯头方向是否能满足下邻近层弧形抽放钻孔的要求,利用底板岩石瓦斯抽采巷及钻场,从而实现施工开采煤层下邻近层瓦斯抽采定向钻机交叉式弧形钻孔,实现回采时的下邻近层瓦斯抽采。通过对下邻近层抽采方法中定向钻机交叉式弧形钻孔单孔抽放量和抽放率预计,得出下邻近层瓦斯抽放率可达80%以上。下邻近层瓦斯抽放方法兼顾了下邻近层回采工作面预抽瓦斯抽采,可大幅降低后续下邻近层开采时瓦斯涌出量,起到了防治煤与瓦斯突出的作用。     

近距离下保护层矸石充填开采可行性理论分析

为提高下保护层开采的适用性,将矸石充填法应用于下保护层开采。分析了充填开采的采场覆岩的弯曲下沉变形,得到了矸石充填开采采场顶板的下沉变形规律;以维持被保护煤层底板岩层稳定性为基础,建立了下保护层矸石充填开采的可行性理论判据。以贵州某矿下保护层开采为工程背景,设计了下保护层充填开采的充填参数,并对下保护层开采对上部煤层所造成的影响进行了分析。结果表明:当下保护层充填开采采取合理的充填参数时,即能保证下保护层开采不影响上部煤层的正常回采,又能保证上部煤层会受到下保护层采动而使其裂隙充分发育。     

《煤炭科学技术》“绿色充填开采”专题征稿启事

我国"三下"(建筑物下、水体下、铁路下)压煤严重,据统计,国有重点煤矿的生产矿井"三下"压煤达137.9亿t,其中国有重点煤矿村庄下压煤52.2亿t,因此安全高效开采"三下"压煤成为煤矿急需解决的重大技术难题之一。充填开采作为绿色开采技术体系的重要组成部     

大型水体下开采安全性评价

分析了影响大型水体下开采安全性主要因素:包括水文地质因素,覆岩地层结构因素和开采控制技术。采用改进层次分析法,建立了大型水体下开采安全性评价模型,并对龙口海域下开采和微山湖下开采进行了评价。     

火烧积水区下煤层群上行式开采实证研究

榆树泉煤矿可采煤层群的上部煤层下5煤层大部分火烧,火烧区积水量较大,威胁着矿井的安全生产;同时,需要进行煤层群上行式开采。通过"三带"判断法、比值判断法、围岩平衡判断法和数理统计法进行了上行式开采可行性判断。结果表明:下7-2煤层不具备上行式开采及水体下开采的条件,下8煤层可进行局部的上行式开采及水体下开采,下10煤层可以进行全区的上行式开采及水体下开采。     

下运带式输送机的启动与制动

通过对下运带式输送机不同工况的分析,提出在各种工况下实现带式输送机的软启动与软制动。分析下运带式输送机对制动系统的要求,提出变频驱动系统在大型下运带式输送机的应用及其特点。     

南阳湖下煤层安全开采可行性分析

水体下开采是煤矿企业目前所面临的技术难题之一。针对军城煤矿12下煤层赋存地质条件、水文地质条件以及南阳湖水的现状,依据"三下"开采规程,对12下煤层导水裂隙带高度进行计算,得到防水安全煤岩柱尺寸;结合地表下沉变形预计,对南阳湖堤坝的整体稳定性进行分析;确定南阳湖下12下煤层全采是安全可行的。     

关于3305工作面水体下采煤方案的探讨

近年来,我国矿区在大型水体下安全开采实践很多,如山东龙口渤海下采煤、辽宁铁法三台子水库下采煤、河北观台岳城水库下采煤、河南义煤集团小浪底水库下采煤和山西潞安集团漳河水库下采煤等,不仅实现了薄及中厚煤层单层普采和综采,而且实现了厚煤层综采放顶煤在大型水体下的安全开采,矿井涌水量均在正常可控范围内,均未发生突水或淹井事故,取得了很好的经济和社会效益。     

极近距离立体交叉巷道交错段围岩控制与支护技术

针对极近距离的空间立体交叉巷道交错段的围岩控制,根据自稳隐形拱理论对上方巷道掘进对其下伏巷道造成的影响进行了理论分析,分析认为:当上方巷道在其下伏巷道的自稳隐形拱范围内掘进时,并不会对其下伏巷道顶板造成应力集中现象,而只会增加其下伏巷道自稳隐形拱的高度,从而造成下伏巷道顶板压力的增大。同时,减小上方巷道的跨度能够有效减小其下伏巷道的顶板压力,从而有利于其下伏巷道的顶板稳定性控制。并以南阳坡煤矿极近距离立体交叉巷道为工程背景,计算了上方巷道掘进时其下伏巷道的顶板压力,对掘进通过下伏巷道时进行了数值模拟,以此为依据对立体交叉巷道的交错点的下伏巷道支护进行了优化设计,在上方巷道掘进的过程中保证了下伏巷道的稳定性,为类似工程提供了借鉴意义。