含瓦斯煤孔隙率测定方法的研究进展

综述了含瓦斯煤孔隙率的测定方法,包括基于玻意耳定律的孔隙率测定方法、数学反演法、低温液氮与压汞的方法以及基于CT技术的孔隙率测定方法等,介绍了各种方法的特点与应用过程中存在的问题以及国内外的研究现状,提出了含瓦斯煤孔隙率动态关联函数的概念,认为测定含瓦斯煤的孔隙率应充分考虑瓦斯压力、应力等因素的影响,进而选择合理的实验方法。基于CT技术的测定方法可以在不损害煤结构特性的情况下动态监测孔隙率的演化过程,是未来研究的热点之一。     

受火区威胁的回采工作面的瓦斯治理技术研究

以神华乌海能源公司五虎山煤矿011203工作面为工程例证,针对受火区威胁的回采工作面的瓦斯治理难题,提出了走向+倾向交错钻孔联合抽采煤层瓦斯的方法,对工作面煤体瓦斯实施大面积区域预抽,大幅度降低了煤层瓦斯含量,减少了因采动影响所产生的卸压瓦斯涌出与上覆火区接触而发生瓦斯爆炸的威胁。     

定向钻进技术在深部薄层灰岩隐伏导水构造探查中的应用

新集二矿底层煤组开采面临底板灰岩水害的威胁。受巨厚推覆体的影响,三维地震勘探技术无法准确查明推覆体下导水构造的发育情况,针对这一问题,研究采用地面近水平定向钻进技术对C312灰岩层内隐伏导水构造进行探查。利用岩屑录井、钻时录井、随钻伽马测量及无线随钻测量等手段指导钻孔轨迹在目标层C312灰岩中前进。探查结果表明,C312灰岩富水性弱,水文地质条件简单,未发现陷落柱及垂向隐伏导（含）水构造,为矿井转变防治水模式提供了数据支撑,也为后续注浆治理提供了准确的地质信息。这一探查方法为类似地质条件下隐伏导水构造探查治理及防治水模式转变提供了借鉴。     

露天矿内排土场堆叠过程中边坡形态优化

针对露天矿内排土场在堆叠过程中的边坡形态问题,以哈尔乌素露天矿内排土场为工程背景,应用刚体极限平衡软件定量分析了内排土场堆叠至不同高度时的边坡稳定性及其潜在滑坡模式,采用数值模拟软件FLAC~(3D)对内排土场边坡进行模拟分析,揭示了内排土场边坡的变形破坏形式及其滑坡机理。结果表明:哈尔乌素露天矿内排土场的潜在滑坡模式及其稳定性主要受基底弱层的控制;优化后排弃至1025平盘时边坡角度为18°、排弃至1095平盘时边坡角度为17°、排弃至1165平盘时边坡角度为16°、排弃至1200平盘时边坡角度为16°;内排土场边坡的滑坡机理为基底赋存的弱层在排弃物料的自重作用下产生塑性屈服,其与排弃物内部产生的滑裂面贯通时,边坡岩体发生剪切破坏并沿内排土场基底弱层挤出。     

坚硬顶板工作面高抽巷层位布置优化试验研究

针对山西正邦煤矿综放工作面上隅角瓦斯超限和采空区煤层自燃问题,从瓦斯治理、自然发火和瓦斯流场等方面对该矿高抽巷层位合理位置进行分析论证,确定高抽巷层位布置在K2灰岩底板,不仅可以减少灰岩对于瓦斯运移的阻止作用,而且最大程度发挥了高抽巷抽采效果,并且保证采空区内横三带的稳定性,有效地防止了采空区自燃。高抽巷层位优化结果的可靠性得到现场实测数据的验证。     

固体充填采煤矸石下井系统设计研究

为了实现固体充填采煤运输系统中矸石从地面到井下的高效运输,设计了三种不同矸石运输方式,并以矸石垂直投放系统和矸石斜井运输系统设计为例,对矸石下井系统结构设计、矸石投放井关键参数计算等方面进行了详细论述,最后从源头减量的角度考量,探讨了井下煤矸分选联合布置设计方法。通过系统性的设计方法,建立了矸石下井系统多设计模式,为相似条件下固体充填采煤矸石下井系统设计提供了参考依据。     

基于粉尘浓度实时监测的采煤机尘源跟踪喷雾参数智能调控技术研究

针对目前采煤机尘源跟踪喷雾降尘技术无法智能调节喷雾参数以匹配不断变化的采煤机截煤产尘强度的问题,提出针对采煤机截煤尘源处的粉尘浓度设置限值、根据采煤机截煤产尘强度变化相应调节喷雾降尘效率来保证采煤机截煤尘源处的粉尘浓度始终在限值以下的智能调控逻辑,并得出了工作面的粉尘浓度分布与即采煤机位置之间的关系规律,以及喷雾降尘效率与喷雾数量之间的函数关系,实现了基于实时监测的粉尘浓度智能调控采煤机尘源跟踪喷雾参数。在青龙寺煤矿5-20109综采工作面应用该技术后,采煤机司机和机尾10 m处的降尘效率均达到90.47%以上,降尘效果显著。     

中厚煤层综采工作面产尘扩散规律及治理技术研究

针对中厚煤层综采工作面采煤机截煤、液压支架降柱移架产尘污染严重的问题,以青龙寺煤矿5-20109综采工作面为研究对象,采用数值模拟的方法研究了两大尘源共同作用时呼吸性粉尘的扩散规律,并结合现场实测对人员作业区域的粉尘进行了溯源分析,提出了一种滚筒喷雾密闭+跟踪喷雾隔离+机载喷雾引射除尘+支架喷雾侧吸净化的综合治理措施。现场应用结果表明,采煤机司机及采煤机下风侧10 m处的呼吸性粉尘浓度降尘效率可达到91.12%以上,液压支架降柱移架下风侧5 m处和回风巷端头15 m处的呼吸性粉尘浓度降尘效率可分别达到85.75%和90.63%,综采工作面的作业环境得到了明显改善。     

综放工作面采空区高位定向钻孔抽采效果影响因素分析

为了分析采空区高位定向钻孔设计抽采参数对抽采效果的影响,运用统计方法研究了矿井53个高位定向钻孔的布置参数和抽采数据,确定了合理的钻孔布置层位和平距。以王家岭煤矿12311为试验工作面,试验了不同抽采负压和钻孔孔径下高位定向钻孔的抽采效果,综合判定了高位定向钻孔的最佳抽采负压和合理钻孔孔径,并对高位定向钻孔设计和抽采参数进行了优化,对优化后的钻场抽采效果进行了试验和分析。结果表明：高位定向抽采钻孔的合理布置层位为25～45m,平距为20～60m,最佳抽采负压为22.7kPa,最优孔径为133mm,优化后瓦斯抽采率提高15.5%,有效降低了回风流瓦斯浓度。     

呼吉尔特矿区邻空巷对掘致冲风险分析及防治技术研究

为研究呼吉尔特矿区厚硬顶板条件下小煤柱沿空掘巷贯通期间冲击地压机理,以门克庆煤矿11-3107回风巷贯通期间矿压显现为工程背景,建立了邻空巷贯通期间应力分布模型及FLAC^3D数值模型,对比了距贯通点不同距离掘进工作面应力演化特征,揭示了邻空巷贯通期间冲击地压机理,并通过十字布点法、应力、微震等多种监测手段对巷道围岩变形、煤体应力进行了实测。基于机理分析和现场实测,提出卸压-支护一体化技术。结果表明：由于煤层顶板上方存在厚硬岩层,巷道开挖后,厚硬岩层通过应力传递作用于巷道围岩,使得滞后于掘进工作面的巷道顶底板及帮部发生较大变形;随着邻空巷掘进工作面距离贯通点越近,巷道变形量逐渐增大,通过巷道变形量的增加速率明确了距贯通点约160 m时,巷道变形量开始突增;微震事件主要集中在距贯通点190～60 m以内的巷道贯通区域,理论计算与现场矿压显现相符。