二次封孔粉料颗粒输运特性的气固耦合模型研究

以气力输运下二次封孔堵漏的成功实践为研究背景,建立了理想状态下粉料颗粒在煤层裂隙中运移的数学模型,揭示了气力输运下粉料颗粒在煤层裂隙中气固耦合的运移特性：颗粒运移与裂隙类型有关,在曲线型裂隙中,颗粒做波浪式曲线运动;在直线型裂隙中颗粒做加速度递减的变速直线运动直至匀速,颗粒运移状态与压力梯度密切相关,同时还与颗粒本身性质有关。六枝工矿集团公司化处煤炭分公司的现场试验结果与模型理论分析相吻合,结果表明：对钻孔瓦斯抽采衰减期实施二次封孔可以明显提高钻孔瓦斯抽采浓度,在二次封孔段适当提高封堵压力可以明显提高封堵效率和封堵效果。     

综放面顶板初次来压导致瓦斯突涌的数值模拟

针对某矿工作面顶板初次来压导致瓦斯突然大量涌出的实际情况,为研究来压期间顶板快速下沉与瓦斯突涌的关系,建立了三维采空区模型,利用FLUENT软件的动网格功能实现顶板的动态下沉,得到了瓦斯涌出规律。结果表明:顶板下沉时,采空区上部气体压力首先升高,富含高浓度瓦斯的高压气流迅速向下传播直至涌入工作面,导致工作面及回风巷瓦斯浓度急剧升高;工作面瓦斯浓度增大及峰值浓度出现时刻要晚于顶板快速下沉时刻,即存在"延迟效应";来压后瓦斯涌出可划分3个阶段,即浓度迅速升高阶段、浓度快速衰减阶段和浓度缓慢衰减阶段。     

孔间距对深部煤层钻孔周围裂隙演化及封孔深度的影响

为提高深部低渗透煤层瓦斯的抽采效率和效果,最易实现的方法是缩小钻孔间距,但在实际应用中存在瓦斯浓度衰减快的问题。为剖析其本质原因,以某矿深部煤层钻孔为背景,采用ABAQUS软件对不同间距钻孔形成过程中的裂隙分布情况进行分析。结果表明：巷道松动圈裂隙带分布在巷道周围7.3 m范围内;钻孔施工后,钻孔裂隙区与巷道裂隙区发生叠加;钻孔间距为2、1、0.5 m对应的钻孔间裂隙沟通长度分别为8、10.5、17 m,裂隙沟通效应显著,形成了钻孔漏风通道。通过拟合发现,随着钻孔间距的减小,钻孔裂隙沟通面积的增量呈线性增加,而封孔深度呈指数增长。现场试验表明,当钻孔间距为0.5 m时,封孔深度18 m的钻孔比封孔深度为9 m的钻孔瓦斯纯流量增加1.65倍,有效提高了瓦斯抽采效果。     

氨基化聚乙烯醇/明胶树脂吸附Cu(Ⅱ)的实验研究

为了回收电解废液中的金属铜,以聚乙烯醇、明胶为原料,制备了聚乙烯醇/明胶交联聚合物(PVA@GEL),再接枝改性试剂3-氨基-三甲氧基硅烷,制备了氨基化聚乙烯醇/明胶树脂(PVA@GEL-NH₂)。采用FT-IR、SEM及EDS对产物进行表征,考察了吸附液酸度、初始质量浓度、吸附时间对PVA@GEL-NH₂吸附Cu(Ⅱ)性能的影响。结果表明,PVA@GEL-NH₂为纳米粒子的聚集体,常温下,溶液p H=5.0、Cu(Ⅱ)初始质量浓度为50mg·L^-1、吸附时间为120min时,PVA@GEL-NH₂对Cu(Ⅱ)的吸附量为49.49mg·g^-1,回收率达到98.98%。PVA@GEL-NH₂对Cu(Ⅱ)的吸附行为,符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学吸附模型,在混合溶液中对Cu(Ⅱ)具有较好的选择性,对实验用电池混合废水中Cu(Ⅱ)的吸附回收率达到92%以上。     

采空区瓦斯地面定向钻井抽采效果分析

为了解决井下工作面瓦斯超限的问题并提高采空区瓦斯抽采效果,采用理论分析与现场实测相结合的方法,通过分析整个回采过程中地面定向钻井抽采采空区瓦斯的浓度和纯流量随工作面推进距离的变化,研究了水平轨迹与采煤工作面回风巷交叉且竖直轨迹倾斜向下的地面定向钻井随井下工作面推进的瓦斯抽采效果。研究结果表明：当工作面推进至距切眼约600～810m时,地面定向钻井抽出的瓦斯浓度和纯流量均最高,分别为1135m/h和75.5%,并由此确定了瓦斯富集区所对应的最佳井位和层位。对地面定向钻井和地面垂直钻井等采空区瓦斯抽采技术井位层位的确定具有很大的指导意义。     

用于固定注浆系统的水泥下料控制装置研究

针对传统的地面固定注浆系统注浆能力小、不能实现浆液各组分精确配比的缺陷,基于螺旋输送原理,设计了以双螺旋粉料输送计量秤为核心的水泥下料控制装置,实现了水泥粉以设定流量输送。葛泉矿东井的地面固定注浆系统应用水泥下料控制装置后,实现了水泥粉与单浆液的精确配比,保证了浆液的质量,大幅度提高了注浆能力,同时降低了注浆成本,确保了矿井的安全开采。     

复合浆体喷涂新材料及其隔风特性

针对传统喷涂隔风防灭火材料的缺点,如混凝土作业操作困难,材料运输量大,化学喷涂材料价格昂贵,难以大范围应用,以黏土和水泥为基料,配以添加剂和玻璃纤维,研制出了一种新型复合浆体材料,并利用压汞实验和电镜扫描考察了其隔风堵漏性能。研究结果表明,复合浆体材料结构致密,微裂隙普遍发育,粗大孔洞及裂隙不发育,渗透系数仅为1.181×10^-10 mm/s,巷道喷涂后的平均百米漏风量为5.5 m³/min,隔风性能优越。     

综放工作面“U+Ⅰ”通风系统与煤自燃的关系

分析了综放工作面"U+Ⅰ"型通风系统的特性,推导了该系统各条巷道的配风关系式,考察了高位巷通畅与堵塞时期"U+Ⅰ"型通风系统的风排瓦斯效率,并结合2005年神华宁夏煤业集团公司乌兰煤矿5344工作面的"4.8"火灾案例,运用数值模拟的方法分析了"U+Ⅰ"型通风系统高位巷阻塞或通畅对采空区氧浓度场的影响。研究表明:高位巷阻塞期间风排瓦斯效率变低,上隅角瓦斯浓度升高,氧化升温带在回风侧离工作面较近且范围更大。研究结果对于防治工作面瓦斯超限和采空区煤自燃具有十分现实的指导意义。     

定点定长度新型封孔工艺及工业性试验研究

针对现有封孔技术因封孔深度和封孔段长度相同,造成不能有效避开巷道松动圈、浪费封孔材料等现象的问题,在分析钻孔裂隙带形成的基础上,提出了封孔深度为8m、封孔段长度为3m的定点定长度新型封孔工艺。并在贵州山脚树矿进行了工业性试验,结果表明:定点定长度新型封孔工艺有效减少了钻孔漏气量,封孔成本降低40%,平均瓦斯抽采浓度提高了17.2%,单孔多抽出瓦斯911.9m3/min。     

工艺参数对水性聚氨酯分散体性能的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI)、自制聚酯二元醇为主要原料合成了水性聚氨酯分散体(WPUD),研究了投料方式、反应温度和反应时间、中和方式、乳化温度等工艺参数对NCO含量及WPUD性能的影响.结果表明,采用两步投料法,第一步温度控制在65～70 ℃、反应1 h,第二步温度控制在70～75℃、反应3 h;采用前中和工艺、乳化时...