新型铜锰复合通风瓦斯甲烷氧化催化剂制备与活性研究

为降低低浓度甲烷催化氧化温度,提高催化剂的反应活性,以溶胶-凝胶法合成的具有介孔和三维交联通透型微米级大孔的新型Al2O3为载体,Zr为助剂,采用浸渍法制备得到一种新型Cu-Mn/Zr/Al2O3催化剂.在微型固定床反应器上测试了甲烷催化氧化的转化率,应用XRD和SEM分析了Cu-Mn/Zr/Al2O3催化剂的物相组成和形貌.结果表明:所合成的新型Cu-Mn/Zr/Al2O3催化剂具有良好的低温活性,低浓度甲烷在0.5M Cu-Mn/Al2O3催化剂上的完全转化温度T90为518℃.在一定的实验条件下,甲烷氧化的催化活性随着活性组分浸渍液中金属离子浓度的增大而升高,Cu-Mn浸渍液的最佳浓度为0.5M;随着助剂负载量的增大,CH4的转化率逐渐升高,助剂Zr的最佳负载量为5%.     

平顶山十矿煤与瓦斯突出地质因素分析

随着矿井开采深度的增加,煤与瓦斯突出已愈来愈成为影响和制约生产的重要因素.为确保煤矿安全生产,作者对平顶山十矿影响突出煤层瓦斯赋存和突出的地质构造、煤层厚度的变化、煤体结构、埋藏深度等地质因素进行了分析研究,认为:地质条件对煤层瓦斯体积含量和煤与瓦斯突出的分区分带具有明显的控制作用;井田内厚度小于2 m的单一煤层一般不具突出危险性,但随着开采深度的增加有可能发生突出;戊9-10煤层分叉合并线附近为煤与瓦斯突出带,其他煤层分叉合并线附近可能形成煤与瓦斯突出危险带.     

工作面煤与瓦斯突出危险性的模糊综合评判

针对煤与瓦斯突出是多因素共同作用的地质动力现象,以平顶山矿区5个突出工作面为例,在煤与瓦斯突出相关因素分析基础上,用模糊数学的方法对影响煤与瓦斯突出的多种因素进行了综合评判。划分出了不同的突出危险性等级,为突出分级管理提供了科学依据。     

煤体结构在煤与瓦斯突出研究中的应用

分析了煤体结构的地质意义和物理力学内涵，评价了煤体结构类型的不同划分方法，探讨了以煤体结构为主的研究方法在认识煤与瓦斯突出机理和进行煤与瓦斯突出预测工作中的应用。展望了今后煤体结构研究的主要方向。     

利用XPS对突出煤表面成分定量研究

利用ＸＰＳ表面分析方法，对突出煤和非突出煤分组进行了研究，结果表明：突出煤表面主要元素的原子数除Ｈ外，Ｏ、Ｓｉ、Ａｌ的相对含量高于非突出煤，而Ｃ的含量相对较低，突出煤表面存在矿物膜。作者认为构造地质作用是形成突出煤表面矿物膜的主要原因。     

煤层顶板稳定性相关因素分析与综合评价

在对影响煤层顶板稳定性的岩体结构、直接顶厚度、地质构造、水文地质、现代地应力及采掘工程因素分析基础上，对平顶山八矿己组煤层3个生产采区煤层顶板稳定性进行了综合评价，得出现有生产采区煤层顶板条件总体上可以满足综采安全生产要求的结论。     

煤与瓦斯突出粘滑机理研究

根据煤与瓦斯突出的地质力学模型,设计了煤与瓦斯突出过程摩擦滑动模拟实验系统,对地应力、瓦斯、煤体结构等因素的作用机理进行模拟研究,发现在煤与瓦斯突出过程中存在粘滑失稳现象,其特征受多种因素影响;提出了煤与瓦斯突出的粘滑失稳机理;对煤与瓦斯突出中的振动波动、延期突出及突出间歇等现象进行了新的理论解释,指出煤与瓦斯突出粘滑失稳伴生的AE等物理现象对瓦斯突出非接触式连续预报有重要理论意义。     

Research on Geological Structure Mark of Coal and Gas Outbursts in Pingdingshan Mining Area

Based on the study of regional displaying rules of coal and gas outburst controlled by geological structure in Pingdingshan mining area, the geological structure features in outburst sites were investigated emphatically. The combination type, orientation and least seam thickness in outburst sites were put forward. This research provides a geological mark for forecasting gas outbursts in deep mining.     

煤层深孔聚能爆破控制孔作用机制研究

为研究聚能爆破载荷下控制孔对煤体裂隙扩展规律的影响,通过理论分析与数值模拟,探讨控制孔对爆炸应力波传播特性、爆生主裂隙扩展规律、煤体单元的应力状态及其位移特征的影响。结果表明,聚能爆破过程中压缩应力波在控制孔处的反射迭加作用显著改变了孔壁周围和爆生主裂隙尖端的应力场,主导了爆生主裂隙的定向扩展和孔壁周围环向裂隙的形成;控制孔提供的位移补偿空间及孔壁的曲面特性增强了孔壁及周围煤质点的切向拉伸应力,促进了孔壁周围径向裂隙的发育与扩展;控制孔促使爆生主裂隙定向扩展与控制孔孔壁周围的径向裂隙和环向裂隙相互交织成一个庞大裂隙网。同时,开展煤层深孔聚能爆破现场试验,研究了有、无控制孔对煤层增透效果的影响,试验结果表明,控制孔能够大幅度提高煤层聚能爆破增透效果,前、后期试验有控制孔一侧钻孔内平均瓦斯体积分数增幅分别是无控制孔一侧钻孔内平均瓦斯体积分数增幅的1.78和2.48倍。