受老空水威胁工作面巷道防治水实践

针对高庄煤矿3_上1104回风巷为沿空掘巷,巷道掘进期间受3_上1102老空水威胁,掘进开采存在严重的水患安全问题,采用超前打设疏水孔的方案来治理老空水威胁,对巷道采用调向增大护巷煤柱厚度等措施实现巷道安全快速掘进,探放水期间无淹巷情况发生,探放水后巷道顶板和上帮无淋水现象发生。     

Experimental investigation on the invert stability of operating railway tunnels with different drainage systems using 3D printing technology

In recent years, the invert anomalies of operating railway tunnels in water-rich areas occur frequently, which greatly affect the transportation capacity of the railway lines. Tunnel drainage system is a crucial factor to ensure the invert stability by regulating the external water pressure (EWP). By means of a three-dimensional (3D) printing model, this paper experimentally investigates the deformation behavior of the invert for the tunnels with the traditional drainage system (TDS) widely used in China and its optimized drainage system (ODS) with bottom drainage function. Six test groups with a total of 110 test conditions were designed to consider the design factors and environmental factors in engineering practice, including layout of the drainage system, blockage of the drainage system and groundwater level fluctuation. It was found that there are significant differences in the water discharge, EWP and invert stability for the tunnels with the two drainage systems. Even with a dense arrangement of the external blind tubes, TDS was still difficult to eliminate the excessive EWP below the invert, which is the main cause for the invert instability. Blockage of drainage system further increased the invert uplift and aggravated the track irregularity, especially when the blockage degree is more than 50%. However, ODS can prevent these invert anomalies by reasonably controlling the EWP at tunnel bottom. Even when the groundwater level reached 60 m and the blind tubes were fully blocked, the invert stability can still be maintained and the railway track experienced a settlement of only 1.8 mm. Meanwhile, the on-site monitoring under several rainstorms further showed that the average EWP of the invert was controlled within 84 kPa, while the maximum settlement of the track slab was only 0.92 mm, which also was in good agreement with the results of model test.     

城市排水管网风险评估研究

总结了常见的城市排水管网风险评估的方法及软件,对污水管网的气体爆炸风险、雨水管网的内涝风险、综合风险这三类风险评估的文献进行了归纳整理,并对未来的研究重点及趋势做出了预测。     

现代市政道路给排水管道工程的设计与施工探讨

市政道路给排水管道工程设计与施工是一个综合性的过程,要考虑各个方面的影响因素,其工程质量关系着城市运行的稳定性,具有非同寻常的作用。在市政道路给排水工程施工中,需要涉及到多个工艺环节,要合理调控各个环节的连接关系,保证工程的有序施工,严格管控工程质量。     

放射性气载流出物取样代表性分析

为获取核设施放射性气载流出物单点连续监测取样位置,提出基于随机轨道模型(DRW)的气-固多相湍流耦合方法求解代表性取样区域。借助k-epsilon湍流模型模拟连续相,并引入离散颗粒模型(DPM)模拟离散相,建立基于DRW模型的排风管道内流道气-固多相湍流耦合计算模型,计算了核设施气载流出物在管道内流道流场分布规律,分析了内流道流体气旋角、气流速度、示踪气体浓度、气溶胶粒子浓度与管道高度间的关联关系。分析结果表明,随着截面高度的增加,气旋角、气流速度变异系数(COV)、示踪气体浓度COV及示踪气体浓度最大值与平均值的偏差逐渐降低并趋于稳定,气溶胶粒子浓度COV在截面6与截面8满足取样代表性要求;基于计算流体动力学方法可快速地确定出代表性取样位置,为气载流出物单点取样现场试验提供了理论参考依据。     

井下通风、排水及压缩空气设备选型设计

依据井下通风方式及瓦斯含量对井下通风设备进行了选型设计,给出了进行反风时的通风机工作特性以及通风机的电控形式;对井下排水设备和压缩空气设备进行了选型设计。井下工程实践表明,所选用的设备可满足矿井的正常生产需要。     

瓦斯抽采集成旁通阀二位放水器研制

针对井下瓦斯抽采中原放水器配气阀安装不规范、双截止阀使用繁琐、工人劳动强度大等现状,研制了具有集成调控装置的放水器,能够实现一个阀门控制所有气路和水路,自主放水和负压排水,从源头上杜绝了瓦斯喷孔和水流溢出等情况,大大降低了职工的劳动强度,实现了井下抽采系统安全可靠运行。     

采场动压分布特征及高效瓦斯抽放技术研究

河南地区大部分煤矿所采煤层均属于三软煤层，煤层透气性差，瓦斯治理困难。现阶段河南区域煤与瓦斯突出矿井主要采用穿层钻孔及开采保护层作为区域防突措施，而低瓦斯矿井或临突矿井（低瓦斯矿井与煤与瓦斯突出矿井相邻）存在高瓦斯区时，仅仅用风排瓦斯很难达到治理效果，近些年煤矿发生瓦斯事故多数为低瓦斯矿井，所以低瓦斯矿井和临突矿井存在高瓦斯区域的工作面回采期间瓦斯治理尤为重要。根据采场“竖三带”和“横三区”理论，利用钻孔抽放效果考察法和工作突出预测指标法研究了采场围岩动压分布特征。在此基础上，通过优化动压区抽放钻孔设计，提高了瓦斯抽放效果。瓦斯抽放量提高了1.8倍，有效降低了工作面生产期间的风排瓦斯量，提高了生产效率，保证了矿井安全生产。     

瓦斯抽采钻孔水射流协同修护技术研究与应用

瓦斯抽采钻孔普遍存在因变形、煤渣积聚及塌孔等导致钻孔堵塞和抽采效果差的问题。通过分析钻孔塌堵失稳机制,得出煤岩体性质、地质构造及多应力耦合条件是造成钻孔失稳的主要因素,进而推断相应堵孔段情形。利用高压水射流解堵作用,提出了水射流疏通-筛管护孔协同修护技术,并研制出轻型气动钻孔修复装备。应用结果表明,该协同修护技术能有效解决瓦斯抽采钻孔塌堵后无法有效抽采的技术难题,试验钻孔修护深度达到50 m,修护完成后单孔抽采瓦斯浓度和瓦斯纯流量比修复前提高0.57~3.67倍和0.99~5.15倍,抽采效果大幅改善,实现了塌堵钻孔的快速便捷修复进而确保了瓦斯流动通道的畅通。     

煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采技术的研究与应用

放顶煤开采期间，上覆岩层受到矿压的影响，形成冒落带、裂隙带、弯曲下沉带，工作面采空区遗煤和围岩涌出的大量瓦斯飘浮在上方裂隙带区域，造成瓦斯聚集并向外涌出，形成了安全隐患，因此必须将该区域瓦斯抽出来；以往治理采空区瓦斯主要采用顶板裂隙高位钻场、顶板高抽巷等措施，但是这2种方法施工成本较高，且施工周期长，对生产接替影响较大。煤层顶板裂隙高位定向长钻孔安全高效抽采采用大功率钻机+定向钻进技术，在裂隙带施工控制整个回采范围的长钻孔，减少采空区和邻近层瓦斯向工作面空间的流动，真正实现了“以孔代巷”，既节省了成本，又缩短了工期，还提高了采空区瓦斯抽采的连续性、稳定性，减少了采空区瓦斯向外涌出，提升了瓦斯抽采效果，促进了煤矿安全高效发展。