构造煤对煤体瓦斯放散性影响的实验研究

为了研究构造煤对煤体瓦斯放散性的影响,分别取典型地质构造的煤样在0.1和2MPa压力下吸附瓦斯,考察煤样的瓦斯放散性。实验结果表明:随着煤样粒径的减小,煤样的瓦斯放散性增加。构造煤对煤与瓦斯突出的作用不仅体现在对煤体的强度影响,而且体现在对煤体瓦斯放散性的影响。     

静电场下煤体放散瓦斯时间记忆效应研究

针对含瓦斯煤体在电场作用下表现出的放散初速度时间记忆效应特征,建立瓦斯放散测定实验系统,研究不同变质程度和破坏类型煤体静电场下的时间记忆效应。实验结果表明:静电场可以增大煤体瓦斯放散能力,随着加电电压的升高,瓦斯放散初速度呈先增大后减小变化趋势,并在某一特征电压下取到最大值,且构造煤相比原生结构煤特征电压较大;在连续加载8kV电压下,瓦斯放散初速度随加电时间增加呈上下波动的趋势,撤掉电场后,瓦斯放散初速度并未回落至未加电时的状态且放散速度值均高于初始状态,具有一定时间记忆效应,其中无烟煤经过电场作用后相较于未加电场在时间记忆效应内,瓦斯放散初速度增长在5%～9%之间,原生结构煤与构造煤变化量没有明显的区别;而贫煤原生结构煤在记忆效应内瓦斯放散初速度变化在5%～8%,构造煤则变化13%～18%;产生时间记忆效应的原因是一方面在静电场作用后煤体表面仍然呈现为静电状态,煤体表面电牵引力强于未加电,引起瓦斯吸附量的增大进而作用于瓦斯的放散;另一方面,在电场作用下煤体会产生激发极化电荷构成激发电场在失去电场后仍会继续影响瓦斯的放散,促进煤体瓦斯的解吸。     

煤体吸附性能对煤体瓦斯放散特性的影响研究

煤体的吸附性能代表了煤体储存瓦斯能的能力,而煤体的放散特性表明了煤体释放瓦斯能的能力,两者均是造成煤与瓦斯突出的必要条件。为了研究煤体的吸附性能与煤体的瓦斯放散特性之间的内在联系,结合现有的实验条件,以煤样的极限吸附量与瓦斯放散初速度的关系为切入点,实验研究了不同吸附性能煤体的瓦斯放散特性变化规律,结果表明,煤体的瓦斯放散初速度ΔP随煤体的吸附常数a值的增大而增大,且二者之间存在一定的线性关系。     

基于瓦斯放散特性单因素的煤与瓦斯突出模拟实验研究

使用三维煤与瓦斯突出模拟装置进行不同瓦斯放散特性煤样的煤与瓦斯突出模拟实验,分析单因素条件下煤样瓦斯放散特性对煤与瓦斯突出的影响。模拟实验进一步验证了煤体吸附瓦斯会在一定程度上降低煤体强度。实验结果表明,煤样瓦斯放散初速度与突出发生后残留煤体的坚固性系数呈负相关,瓦斯对煤样的粉碎作用会随瓦斯放散初速度增大而增强。提出突出强度系数综合表示突出发生的强度,数据显示:突出强度与煤样瓦斯放散初速度呈正相关,对于具有煤与瓦斯突出危险的煤层存在1个突出强度会急剧增加的阈值,当煤层的瓦斯放散初速度高于该数值时突出强度将明显增强。对于五轮山煤矿的5-3号煤层,该值介于13.9~16.8之间。     

温度对不同煤体结构煤吸附常数影响的试验研究

为了研究温度对原生结构煤和与其共生的构造煤的吸附规律,取平煤五矿煤样在不同温度条件下进行吸附试验,分析温度与a、b值的关系,并讨论煤体结构对吸附性能的影响。通过分析试验结果发现:不同煤体结构在不同温度下有着不同的吸附特性,温度对煤的吸附能力起着消极的影响,即煤的吸附能力随着温度升高而降低;构造煤的极限吸附量a值比共生的原生结构煤的极限吸附量要大。     

构造煤的瓦斯放散特征及孔隙结构微观解释

采用恒温煤粒瓦斯放散试验方法,研究了构造煤和原生煤瓦斯放散过程的差异性,结果表明构造煤在瓦斯放散初始1 min的瓦斯解吸量是原生煤的2.15~4.06倍,构造煤趋近极限瓦斯解吸量所需时间不足原生煤所需时间的25%,原生煤的极限瓦斯解吸量略高于构造煤,构造煤与原生煤对典型瓦斯放散数学表达式的适用性存在很大不同。为解释试验结果,采用压汞法和低温氮吸附法对煤的孔隙结构进行测试,分析得到中孔及大孔分布是导致构造煤和原生煤瓦斯放散特征差异的主要因素,大分子结构等其他因素对瓦斯放散特征的影响有待于进一步研究。     

突出孔洞构造煤与原生结构煤瓦斯吸附特性对比研究

为研究突出孔洞构造煤与原生结构煤孔隙特征对瓦斯吸附特性的影响,以三甲煤矿突出孔洞构造煤和原生结构煤为研究对象,运用压汞和液氮吸附实验相结合的方法对不同结构煤体孔隙结构进行研究;结合Menger几何模型分析不同结构煤体孔隙分形特征,进一步阐述孔隙结构分形特征对瓦斯吸附特征的影响。结果表明:原生结构煤与突出孔洞构造煤均存在滞后环,且突出孔洞构造煤的滞后环明显大于原生结构煤的滞后环;突出孔洞构造煤分形维数大于原生结构煤,突出孔洞构造煤孔隙复杂程度比原生结构煤高,突出孔洞构造煤孔隙复杂程度为瓦斯的吸附准备了良好条件;突出孔洞构造煤整体孔隙发育情况比原生结构煤要好,微孔、小孔阶段孔隙发育情况远大于原生结构煤。     

韩城矿区构造煤瓦斯吸附性能试验研究

利用自主研制的煤样瓦斯吸附解吸装置,在恒温、相同初始压力条件下,对比研究了韩城矿区的块状原生结构煤和构造煤的瓦斯吸附规律,分析了其影响因素。试验结果显示:在平衡状态下,糜棱煤、碎裂煤和鳞片煤的单位质量瓦斯吸附量分别为原生结构煤的2.11、2.26、2.52倍。所有煤样的瓦斯吸附速率随时间的变化规律均呈单调递减的曲线形式,在吸附的初始阶段,构造煤的瓦斯吸附速率更快,尤其是在0~2 min时间段内这种差异最明显。构造煤在更短时间内达到吸附平衡,吸附效率更高。良好的致密性和原生裂隙不发育的特点决定了原生结构煤较强的瓦斯"封存"能力。良好的孔隙和后生裂隙的发育决定了构造煤在吸附性能方面要优于原生结构煤,而不同级别的孔隙发育比例和裂隙结构连通的差异性则是构造煤吸附性能差别的主因素。     

构造煤瓦斯放散特性及其影响因素分析

构造煤的发育是发生煤与瓦斯突出的必要条件,利用WT-1型瓦斯扩散速度测定仪测定了不同破坏程度构造煤的瓦斯放散初速度,结合试验煤样的坚固性系数,总结出构造煤的瓦斯放散初速度随着煤体破坏程度的升高(f值减小)而增加的结论;得出了构造煤具有快速放散瓦斯的特性;并分析了影响构造煤瓦斯放散特性的主要因素。     

构造煤发育区K_1值低指标煤与瓦斯突出原因分析

工作面突出危险性预测及效果检验是煤与瓦斯突出防治的最后一道"关卡",预测及效检结果的准确性是突出防治成功与否的关键。针对构造煤发育区"低指标突出"现象频发问题,现场跟踪测试掘进工作面钻屑瓦斯解吸指标K_1并采集构造煤及原生煤煤样进行K_1指标实验室测试,分析发现相同吸附平衡压力条件下构造煤的K_1值明显高于原生煤,K_1值与构造煤发育程度关系密切,构造煤越发育,K_1值越大。为研究"低指标突出"问题的内在原因,采用恒温瓦斯放散试验对构造煤的瓦斯放散初期特征进行研究,基于试验结果对K_1测定结果偏离真实值的技术原因进行分析,结果表明:采用巴雷尔公式计算K_1的理论存在局限性;不同钻孔深度及不同结构类型煤体的钻屑混合是K_1值测试结果偏离真实值的原因之一;煤样暴露时间越长,K_1值测试结果与实际偏离越大。研究成果揭示了构造煤发育区"低指标突出"现象的技术原因,可为煤与瓦斯突出预测技术的改进提供技术支撑。     

商品煤备查煤样桶及专用煤样橱的研制与应用

商品煤备查煤样的保存与管理,是煤炭企业商品煤质量监督工作的重要环节,本文研制的专用备查煤样桶及橱,配合有效的管控措施使用,能确保备查煤样在一定期限内,真实再现当批商品煤质量和全水分。     

煤的超细粉碎与超净煤的分选

分析了6种不同变质程度煤样的无机矿物组成、嵌布粒度，研究了煤样粒度和煤中无机矿物的解离度与磨煤时间之间的关系,并通过分选试验探明了粉碎粒度、无机矿物解离程度及其种类对分选效果的影响.试验研究表明,只有当煤的粒度粉碎到<10 μm时，无机矿物才能得到较充分的解离；煤中的无机矿物主要是黏土，黏土含量小的煤可以分选出超净煤，反之，黏土和黏土与有机物连生体含量高的煤，很难分选出灰分低于2%的超净煤；黏土含量高的煤，经过球磨后，在煤浆中出现大量和稳定的微小气泡，影响了超净煤的分选精度；低阶煤经球磨后，表面亲水性增加，即使粉碎粒度很细，用絮团-浮选也无法分选出超净煤.     

乌达烟煤微观结构参数解算及其与自燃的关联性分析

借助傅里叶变换红外光谱仪对乌达矿区典型火区的6种煤样的微观结构与煤自燃的关联性进行探讨，通过红外光谱的定性与半定量分析及煤结构参数的解算可知：乌达烟煤分子结构的芳香度和环缩合度较小，烷基侧链的平均长度较短，桥键较多，致使煤结构具有较强的化学活性，易于被氧化，继而导致乌达烟煤易于自燃.     

神华混煤与准格尔煤掺烧及其煤灰熔融性研究

对火力发电厂所燃用的神华混煤和准格尔煤的煤灰熔融性等煤质特性做了初步分析,并对未掺烧前发生的因煤灰熔融温度低而导致的事故进行分析及提出应对策略。同时,利用神华混煤与准格尔煤性质稳定的优点,通过对掺烧后的入炉煤干基灰分与煤灰熔融性的关系进行实验统计和分析,提出以入炉煤千基灰分对煤灰熔融性进行监控和掺烧煤配比的调整,实现锅炉的安全稳定经济运行。     

高炉喷煤技术的发展与煤炭市场

介绍了高炉喷煤技术的发展特点和应用前景，分析了高炉喷煤对煤质特性的要求；认为高炉喷吹烟煤是高炉喷煤发展的趋势，而且会为弱粘结烟煤的洗选加工、销售增加一定的市场容量和发展机遇。     

织纳煤田文家坝一矿煤质特征及用途探析

介绍了织金煤田文家坝一矿的井田概况,指出该矿位于织纳煤田阿弓向斜构造单元内,属织金煤电化一体化基地配套建设矿井之一,其主要含煤地层为晚二叠世龙潭组。同时依据地质勘查成果,对井田含煤地层及煤的物理性质和工业分析、有害元素及工艺性能等煤质特征进行了分析及探讨,认为该井田煤类为无烟煤,挥发分产率低,固定碳含量高,属中高-高热值煤,具有动力用煤及煤炭气化等方面的用途。     

圆筒煤仓装车平煤装置

通过对圆筒煤仓下口装车过程的分析,提出传统装车方式存在的过程繁琐、控制不准确、对操作工人要求高等问题,通过研究设计平煤装置,实现对装车过程精准控制,改进工艺,提高效率。     

中国煤炭工业和煤矿安全生产

介绍了煤炭在我国能源格局中的基础地位和发展前景，针对煤炭工业存在着的“四低”问题，研究了煤炭工业走新型工业化道路应当抓好的几个环节。重申了要坚持技术、装备和管理并重的原则，通过加强基础建设，改善煤矿安全状况；提出了当前搞好煤矿安全生产的4项重点工作。     

燕子山选煤厂煤泥的热重分析及水煤浆制备研究

以燕子山煤泥为研究对象,对其进行工业分析、元素分析和灰熔融行分析,通过TG-DTG-DSC分析了煤泥的燃烧特性和CO2气氛气化特性,并选用亚甲基二萘磺酸钠作为分散剂,研究了煤泥水煤浆的流变性。试验结果表明,在10℃升温速率条件下,该煤泥在氧气氛围中的着火点温度为456℃,在二氧化碳还原气氛中的解聚和分解反应起始温度为355℃|燕子山选煤厂煤泥能制备较高浓度的水煤浆,最佳药剂量下的定粘浓度为72.01%,且表现为屈服假塑性流体的“剪切变稀”特性。燕子山选煤厂煤泥具有低硫、高灰熔点的特点,可以考虑以配煤方式制备为燃料型或气化型水煤浆,实现煤泥高附加值洁净利用。     

构造煤分布规律对煤与瓦斯突出的控制

根据对华北366对主要生产矿井统计分析,得出构造煤的区域分布主要受构造控制,挤压构造带是构造煤主要分布区,其次是伸展构造带的边缘,伸展构造带的内部主要是原生结构煤分布区;构造煤的层域分布主要受煤厚控制,即构造煤主要发育在厚煤层中;构造煤最发育的区域和层位,煤与瓦斯突出也最严重。纵弯褶皱作用下构造煤主要形成在褶皱的翼部,断层作用下构造煤主要形成在断层的上盘,因此,褶皱的翼部和断层的上盘也是煤与瓦斯突出最严重的部位。