神东矿区薄煤层安全高效开采技术研究

为解决神东矿区薄煤层安全高效开采问题,对国内外薄煤层技术装备发展进行了调研,分析了薄煤层开采中面临的巷道断面大、割岩多、掘进效率低、设备适应性差、可靠度低等5大矛盾问题,提出了集薄煤层掘进、切顶成巷、工作面优化布置于一体的巷道布置方案,解决了薄煤层万吨掘进率高、掘进效率低的难题。在分析目前主流的滚筒采煤机、刨煤机采煤技术装备优劣的基础上,提出了采煤装备方案。等高式采煤机机身短、装煤效果好、截割能力大、煤厚适应性好,集滚筒采煤机、刨煤机两者优势于一身,可在巷道内远程控制和检修,破解了薄煤层设备检修难题。通过对波兰矿井的应用实践和神东矿区补连塔矿开采方案的技术经济分析可知,等高式采煤机及配套装备可实现月产12.4万t,年产150万t的高产量,为国内外薄煤层的安全高效开采提供了有益参考。     

祥升煤矿3301工作面切顶卸压自动成巷技术研究

针对祥升煤矿采用20m的区段护巷煤柱存在着资源浪费、煤柱应力集中明显以及采空区易自燃等问题。以祥升煤矿3301工作面为研究背景,对预裂切缝的各个参数进行理论计算以及对补强支护进行设计,并在祥升煤矿3301工作面进行现场实践。结果表明:采用切顶卸压成巷技术实施效果良好,并且能够为祥升煤矿带来良好的社会、技术以及经济效益。     

一种油基钻井液提切剂的研制及评价

油基钻井液是大多数水平井、页岩气井等复杂井钻井过程中常用的钻井液体系,而钻井液切力不足则会严重影响其流变性、沉降稳定性、井下携岩效果等,易出现钻井液流变调控难、起下钻受阻等问题。本文采用脂肪酸、有机胺、多元醇、催化剂和酯类研制了一种油基提切剂GV-11,并对其进行了红外光谱表征,评价了该提切剂在油基钻井液中的流变参数、抗温性、不同油水比和不同基础油的适应性。结果表明:提切剂GV-11能有效提高钻井液动切力和动塑比,对表观粘度、塑性粘度影响较小,抗温达180℃;受油水比影响较小,当油水比为90∶10时,体系仍具有较好的动塑比和切力;且对基础油的适用性较广,在0#柴油、3#白油、5#白油基钻井液中均具有良好的表观粘度和动切力,提切效果好。其良好的提切效果,为解决页岩气井、长水平井钻井过程中油基钻井液切力不足,流变参数难调控等问题提供了技术保障。     

综采面切眼大断面施工技术分析

选取某煤矿矿井内一综采面切眼的施工情况为案例,分析了在大断面进行煤巷掘进的实践工艺以及对应的顶板支护技术,为相关主体和个人提供必要的技术支持。     

短切芳纶纤维增强三元乙丙橡胶注射技术的研究

采用注射成型工艺制备了短切芳纶纤维增强三元乙丙橡胶胶料,并针对成型过程中出现的质量问题进行了优化改进。结果表明,采用改进后的注射成型工艺制备的橡胶胶料综合性能优异,力学性能较好,烧蚀性能有所改善,能满足设计需要。     

区段大煤柱水力压裂切顶护巷技术研究

针对工作面回采过程中沿空留巷围岩应力高、蠕变变形大的难题,以赵庄矿井1309工作面为研究背景,用理论计算的方法开展了沿空留巷区域围岩结构力学分析,并提出了适用于该矿井的顶板双向水力压裂护巷工艺和效果检测方法。研究结果表明:13092巷道变形程度由煤体单轴抗压强度、煤层埋深、顶板岩梁强度共同决定,在以上因素的叠加作用下采空区侧向顶板挤压煤柱,煤柱塑性区范围扩大,侧向应力向煤柱深部转移,顶板断裂前煤柱内弹塑性过渡区域垂直应力达到最大值,受侧向应力峰值影响13092巷道发生强烈蠕变变形,巷道断面维护困难;通过在13091巷道布置双向水力压裂孔,提前弱化顶板,破坏其应力传递和能量积聚的条件,有效地进行了人为断裂线的预制,并改善断裂线在煤柱上方的倾向位置,减缓了煤柱受挤压程度;在巷道上方施工的水力压裂孔能够有效促使关键岩块B回转下沉,减小了1309工作面侧向悬顶的长度,垮落的关键岩块B能够较好地对高位岩层形成支承作用;在施工水力压裂孔后相应区域巷道变形量缩小40%,煤柱边界区域微震事件数和微震能量值均有大幅度减小,保证了沿空巷道在回采期间的围岩稳定性。该研究成果探索了顶板水力压裂护巷在晋煤矿区应用的可行性,并为类似矿井条件下开展压裂工艺提供了工程指导。     

厚煤层切顶留巷动载期间临时支护技术现场试验研究

为解决厚煤层切顶留巷动载期间临时支护困难的问题,本文以陕煤集团柠条塔煤矿切顶留巷开采工业性试验为工程背景,分别设计了两种巷道顶板临时支护方案,并对两种临时支护条件下的散体帮顶底板移进量进行了对比分析。结果表明:采用墩式护帮支架比采用单体液压支柱控制顶底板移进量效果更为明显,其提供了更加稳定可靠的支护条件,研究结果为采用切顶留巷开采方式的工程提供了一种厚煤层切顶留巷动载期间临时支护的新思路,对切顶留巷技术的推广具有重要意义。