特厚易自燃煤层综放开采采空区防灭火技术

针对特厚煤层综放开采过程中工作面推进速度慢、采空区遗煤量大、漏风严重、极易自燃的特点,建立特厚煤层综放开采采空区渗流及扩散数学模型。利用富力矿-380 m前部22#层采空区的特征,对该特厚煤层采空区作出相应的假设,对该工作面采空区自燃“三带”进行划分,最终确定氧化带为采后距工作面25~60 m的范围。根据模拟结果,采取注氮注浆防灭火措施,取得较好的效果。利用该工作面现场数据进行数据拟合,验证防火措施效果,较好地达到防灭火的目的。     

浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律及支架适应性

为研究浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律及支架适应性情况,采用KBJ-60Ш-1型综采支架工作阻力连续记录仪对酸刺沟煤矿首采工作面进行实测分析。结果表明:工作面初次来压步距52 m,与理论计算结果54.1 m基本吻合;周期来压步距随工作面推进速度的增大而增大,工作面推进速度为4 m/d、13 m/d时,周期来压步距分别为12.8 m、21.8 m;来压期间;工作面中部支架工作阻力大,达到额定工作阻力支架的比例达96%;工作面两端支架工作阻力小,不超过额定工作阻力的支架比例达91%。最后根据支架运行特性分析,论证了所选用的2400/5000-2×4412-1750型液压支架可以满足来压期间的顶板岩层控制要求。     

基于微震数据及模型的煤矿水害“双驱动”预警体系构建与应用

现阶段,我国越来越多的矿井进入深部开采和下组煤开采期,煤层开采受岩溶水害威胁严重,矿井深部突水隐患探查不清,采掘过程中缺乏科学有效的突水监测预警手段,是造成矿井突水灾害的主要原因。为夯实水害预警监测基础,提出“双驱动”煤矿水害微震预警架构,利用数据驱动与模型驱动,实时动态监测工作面底板突水风险等级及范围,对突水风险趋势智能预测预报。在数据驱动的框架下,以微震事件时空演变规律为切入点,通过对微震事件震源机制反演与属性分析,为导水通道形成判断提供依据,结合水文动态数据变化,建立相应突水判据,对突水风险进行评价。在模型驱动的框架下,构建含分类预测、聚类分析等多种算法的深度学习模型,将典型微震事件群作为模型输入,定量动态预测未来微震事件发生的空间范围与聚集度,继而确定突水风险等级与危险区域。基于微震数据及模型的煤矿水害“双驱动”预警技术,开发了相应的区域性煤矿水害三维智能预警平台,实现了水害风险特征的动态智能预警预测和危险区域的三维可视化显示。实践证明,采用确定性数据研判与智能模型预测的“双驱动”微震预警体系,对突水风险等级和范围的预测效果显著,实现了对底板水害高风险区域的精确预警与防控。     

基于脉冲压缩技术的漏缆故障诊断方法

为了解决传统泄露同轴电缆(简称"漏缆")故障诊断的应用局限性及低效性,提出了一种基于线性调频脉冲压缩的漏缆故障诊断方法。对漏缆常见故障及故障诊断原理进行了探讨,阐述了线性调频脉冲压缩技术的基本原理,分析了线性调频信号的时域波形、幅频特性和匹配滤波器的设计方法。提出将线性调频脉冲压缩应用到漏缆故障诊断中,对漏缆故障诊断进行了实例化仿真,并分别采用常规的单脉冲法和线性调频脉冲压缩方法进行了试验验证。结果表明,采用线性调频脉冲压缩方法接收到的回波信号主瓣较窄且峰值较高,具有很好的信噪比,可以很好的诊断出漏缆中故障点的位置,利用该方法对漏缆进行故障诊断是可行的、有效的。     

宣东二号煤矿Ⅲ_3煤氧化过程活性基团变化规律

针对宣东二号煤矿Ⅲ3煤自燃灾害较为严重的现状,应用傅里叶变换红外光谱技术,从微观角度研究了煤的微观结构与氧化过程中活性基团变化规律。结果表明:宣东二号煤矿Ⅲ3煤煤样所含活性基团总体数量较少,与其它极易自燃煤样相比应具有较低的自燃倾向性;煤低温氧化主要是由羟基、饱和与非饱和烃等侧链基团引起的;矿井自燃灾害严重的原因主要考虑外在水分、温度、地质、通风等其它影响因素。     

隆德煤矿沿空留巷技术应用可行性研究

根据当前沿空留巷技术发展及工程应用现状,从巷内支护方式、巷旁充填材料、充填工艺、充填设备及其经济效益方面,对隆德煤矿应用沿空留巷技术的可行性进行探讨,研究认为隆德煤矿采用沿空留巷技术可行,经济效益显著。     

地应力对羊东井田煤与瓦斯突出影响的研究

羊东矿为煤与瓦斯突出矿井,目前主采煤层大煤(2号煤)为突出煤层,在开采-400m水平时曾发生过2次突出动力现象,均表现为压出特征,分析认为地应力是羊东矿突出发生的主要条件。利用自行研制的煤与瓦斯突出装置,以羊东矿2号煤的原煤样为研究对象,开展了在较低瓦斯压力条件下地应力对羊东原煤突出影响的试验研究。结果表明同样瓦斯压力下,导致羊东原煤压出发生的应力具有临界条件;且应力越大,压出的煤量越多,煤体破碎程度越高,在煤体内残留的孔洞越大,压出特征表现越明显。     

矿井回风喷淋换热器喷淋高度影响换热效率研究

针对矿井回风喷淋换热器喷淋高度与换热效率(即落入换热器底部液滴平均温度与其温度分布标准偏差)的关系,利用FLUENT软件对矿井回风/液滴两相流进行3D仿真,采用标准k-ε模型、DPM模型和SIMPLE算法,计算出了喷淋高度分别为6、8、10、12和15m,直径为0.15 cm,冬季制热时和夏季制冷时初始温度分别为283.15、303.15 K的液滴,逆向通过初始温度为293.15 K矿井回风落入换热器底部时获得的热量和冷量及其温度分布标准偏差.结果表明:随着喷淋高度的增加,液滴获得的热量(在冬季)和冷量(在夏季)也不断增加,但增加的幅度却逐渐减小;液滴温度分布标准偏差总体变化趋势随喷淋高度的增加而减小.综合考虑,喷淋高度选择在10 m左右最合理.     

卸压槽卸压机理研究

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,改变了采场支承压力在底板沿水平和垂直方向的传播途径和方式,并且能吸收底板的水平挤压变形和底鼓量,从而减少巷道围岩变形和破坏。     

热害矿井降温技术研究及应用

分析了矿井热湿源分布、高温高湿热害对矿井安全生产的影响及非人工制冷降温的主要措施及特点,阐述了矿井空调降温的主要类型及基本原理。结合周源山煤矿深部热害治理工程实践,基于周源山煤矿通风系统现状及含有丰富的涌水冷源这一天然优势,制定了提取矿井涌水冷源的HEMS矿井空调降温方案。在深部开采过程中,从矿井涌水中提取冷量,将冷量传输至深部工作面,与高温高湿空气进行热湿交换,从而降低工作面温度、湿度,改善作业环境。