潮湿煤体压缩破裂过程中红外辐射演化特征研究

为探寻水分对煤体破裂过程表面温度分布的影响,对不同含水率试样进行加载破裂试验,研究其表面红外辐射温度的演化特征,并以平均红外辐射温度AIRT、温度极差R、分形维数D、红外热像特征进行分析研究.结果 表明:干燥、潮湿试样表面平均红外辐射温度总体上均表现为随载荷增加呈下降趋势,但在临近破裂时出现了明显异常:干燥试样表现为升温前兆,潮湿试样为降温前兆;干燥试样温度极差R与载荷的变化呈负相关,表现为随载荷增加呈下降趋势,在变形进入破裂阶段,R曲线出现了局部跳跃突增点,而潮湿试样温度极差R与载荷的变化步调基本一致,具有良好的同步性;随着试样含水率的提高,分形维数N表现为下降趋势,平均红外辐射温度曲线的波动幅度也就越小,水分对煤体的红外辐射变化起到了抑制作用;潮湿试样在加载过程中热像出现了非均匀性变化,上部出现了条带状的辐射强度分异现象,热像特征变化相对平静,而干燥试样加载到破裂的整个过程中,试件中部出现"O"形蓝色高温区域,热像特征变化明显.该研究为预测含孔隙、裂隙煤体特别是含水情况下变形破裂失稳提供了新内容.     

石膏饰面层对聚苯乙烯板耐火性能的影响

针对聚苯乙烯板受热易分解和耐火性不高的问题,以盐石膏和粉煤灰为基材制作自流平砂浆,在聚苯乙烯板表面涂覆自流平砂浆饰面层,研究饰面层对其热稳定性和耐火性能的影响。结果表明:石膏饰面层在升温过程中可将聚苯乙烯芯材有效地包裹起来,延缓聚苯乙烯芯材板的热分解,涂覆饰面层的聚苯乙烯板的残炭率相比纯聚苯乙烯板增加了4.3倍,其热释放速率峰值和总热释放量随着饰面层厚度的增加而降低;聚苯乙烯板的升温速率随着饰面层厚度的增加而降低,达到耐火极限的时间随厚度的增加而延长;在整个升温过程中,厚度2 mm、3 mm和4 mm饰面层的硬度值损失率分别为50.82%、41.98%和37.52%,表面硬度值损失率随着饰面层厚度增加而降低。     

永夏矿区区域构造演化及分布特征

结合近年来对永夏煤田地质研究的成果以及地质资料,运用地质构造逐级控制理论,按照煤田所属关系分析了永夏煤田构造演化特征以及构造分布特征,研究了区域构造演化史对煤层瓦斯赋存的影响。研究表明:永夏矿区所在的鲁西南断隆受华北陆块在印支期构造演化的影响,鲁淮地区地层抬升,缺失三叠系盖层,使得煤层大部分位于瓦斯风化带内。永城复背斜为永夏矿区主体构造,背斜东西两翼受地质构造的影响较大,区域内瓦斯含量较低;背斜北翼区域因受其影响较小,瓦斯得以保存。     

超高压水力割缝增透卸压规律研究与应用

运用FLAC3D软件模拟不同割缝压力和割缝间距条件下,钻孔周围煤体应力分布特征,分析了穿层钻孔水力割缝煤体卸压规律。通过在赵固二矿实施超高压水力割缝增透技术工艺,有效解决了单一低渗坚硬厚煤层瓦斯抽采技术难题,增大了抽采钻孔卸压范围,大幅提高了煤体透气性。     

我国北方火炕烟囱中回风洞的数值模拟与分析

火炕采暖在我国北方农村地区非常普遍,为了取得更好的采暖效果,在原有火炕的基础上,以我国北方农村地区火炕中的回风洞(俗称“狗洞”)为研究对象,通过三组实验对烟囱进口处高温烟气的温度和速度进行了测定,依据流体运动中的三大守恒定律,分别建立了三组实验中烟囱内高温烟气流动的平面二维数学模型,利用FLUENT软件对烟囱内烟气的流动状态进行数值模拟,分析了烟囱进口烟气的运动趋势以及回风洞的有无对反风时火炕采暖系统的影响,最后得出结论是回风洞能有效地减弱外界风流的反向作用,阻止了突然自然反风而造成的烟气回流,甚至是火苗外窜的安全隐患。     

沁源矿区近距离邻近层卸压瓦斯抽采方式的优选

沁源矿区内矿井2#煤层回采工作面采用的是U形通风方式,当大量的邻近层卸压瓦斯短时间内迅速地涌入开采层,会给工作面的安全生产带来严重的威胁。针对沁源矿区近距离邻近煤岩层瓦斯涌出特征,基于可选的近距离邻近层瓦斯抽采方式,分别从安全性、经济性的角度分析,并采用模糊数学理论进行评价,优选得到最佳的抽采方案。     

基于小角度高位技术的钻孔初采期瓦斯治理

回采工作面初采期瓦斯涌出不均衡,易出现瓦斯超限现象。针对新源煤矿近距离煤层群开采、瓦斯涌出量大等特点,提出了小角度高位钻孔抽采治理初采期瓦斯的方法;2219工作面应用实践表明,初采期内,小角度高位钻孔抽采瓦斯纯量最高5.25m3/min,瓦斯抽采率64.02%,回风流瓦斯浓度最高为0.32%,上隅角最高瓦斯浓度0.96%,未出现瓦斯超限现象,取得了很好的初采期瓦斯治理效果。     

山地城市建筑物施工对邻近既有轨道交通隧道影响的安全分析

近年来,山地城市重庆轨道交通建设快速发展,在既有轨道交通隧道附近修建建筑物,如何确保轨道结构安全已成为目前社会关注的焦点。依托重庆某实际工程,基于Midas/GTS NX 2017 R1软件建立有限元模型,得到了建筑物地基开挖和建筑修建对明、暗挖隧道变形的影响,分析了施工过程中轨道交通隧道结构弯矩、轴力、剪力等受力情况,并进行隧道衬砌内力验算。数值模拟结果验证了该建筑物针对轨道交通结构安全保护设计的可靠性和安全性,并可以有效指导施工,同时,该分析方法也为山地城市其他类似工程提供了经验。     

预抽煤层瓦斯消除空白带钻孔布置方式的优化

在有效抽采半径一定的条件下,为了消除钻孔抽采瓦斯在煤层中形成的抽采盲区空白带,可对钻孔布置方式进行调整,主要措施有"三花眼"布孔方式与缩短抽采钻孔间距布孔方式。这2种布孔方式为了消除空白带需要布置的钻孔个数与原来布置的钻孔个数基本相当,所需布置的抽采钻孔个数均约是原来的2倍,造成了部分煤层区域的重复抽采,浪费了大量的资源。为了减少施工抽采钻孔的个数,提出了一种新的钻孔布置方式:沿煤层走向布置钻孔的间距为3R(R表示有效抽采半径)、沿煤层倾向布置钻孔的间距为1.5R,或沿煤层倾向布置钻孔的间距为3R、沿煤层走向布置钻孔的间距为1.5R,此时需要布置的抽采钻孔个数仅约是原来的1.54倍。此种钻孔布置方式既能消除钻孔抽采瓦斯在煤层中形成的空白带,又能减少施工抽采钻孔的个数,节约了大量资源,提高了钻孔抽采效率。     

大直径顶板定向长钻孔替代高抽岩巷的瓦斯抽采效果分析

为进一步提高采空区裂隙带瓦斯抽采效果以保障工作面回采期间安全,提出了一种大直径顶板定向长钻孔(?203 mm)进行采动区裂隙带瓦斯定向抽采技术,并对其施工工艺、钻孔布置合理层位及抽采效果进行了研究。结果表明,钻孔布置的合理垂直高度45～50 m,钻孔与工作面回风侧的水平间距40 m。与高抽岩巷、普通顶板高位钻孔等常规采动区瓦斯治理方法相比,大直径顶板定向长钻孔的抽采量与高抽岩巷相当,是普通顶板高位孔抽采量的2.04倍;工程量大幅度降低,大直径顶板定向长钻孔既能实现高效率抽采,又达到节约工程量、降低施工成本等效果。大直径顶板定向长钻孔的成功应用为以孔代巷及传统顶板高位孔工艺的改进提供了实践基础和发展方向。