基于采空区自燃“三带”测定优化注氮参数

为了防止综放工作面采空区遗煤自燃,提高注氮防灭火效果,合理确定出注氮参数。基于煤炭自燃理论及采空区O_2浓度变化规律,利用在采空区预埋氧气传感器,监测采空区O_2浓度随工作面推进度变化情况,确定出采空区自燃"三带"范围,并在同发东周窑煤业有限公司8102综放工作面应用。     

煤巷掘进围岩应力集中区及卸压破碎区的确定

为了有效防止煤巷掘进中煤与瓦斯突出,需合理设计超前排放孔参数。基于煤巷掘进工作面围岩应力分布规律,采用数值模拟及现场钻孔测定相结合的方法,综合分析确定掘进工作面围岩应力集中区及卸压破碎区的范围,并在某矿021710掘进工作面得以实践。应用结果表明:该掘进面前方卸压破碎区范围为0~2m,应力集中区范围为2~11 m;上帮卸压破碎区范围为0~3 m,应力集中区范围为3~9 m;下帮卸压破碎带范围为0~2 m,应力集中区范围为2~9 m。     

被保护煤层残余瓦斯含量计算的探讨

被保护煤层的残余瓦斯含量是瓦斯治理的一项重要基本参数,也是考察其保护效果的一项基本指标。基于被保护煤层卸压瓦斯的运移规律,利用煤质工业分析值及瓦斯吸附实验,并结合Langmuir公式对残余瓦斯含量计算,得出被保护煤层残余瓦斯含量的计算方法。     

羊东矿8463工作面采空区上覆岩层裂隙发育带的确定

基于煤层采动矿山压力与围岩发展理论,采用理论计算与数值模拟相结合的方法分析预测羊东矿8463工作面采空区上覆岩层发展规律,确定其主要裂隙发育带的区域,并通过现场钻孔瓦斯抽采量的考察,验证其合理性。结果表明:裂隙发育带范围为10～23 m,且在此区域单个钻孔瓦斯抽采纯量为0.6～0.8 m3/min,高于其它区域的瓦斯抽采量。     

矿井自动控制均压防灭火系统设计

利用流体数值模拟软件,对均压效果进行了模拟分析;根据均压防灭火技术原理、特点与均压区域两端压力变化和漏风量的关系,确定了自动控制均压防灭火系统的调压冗余度。针对手动均压中存在频繁调压、调压滞后与调压精度低等问题,基于CAN总线通信协议,设计了矿井自动控制均压防灭火系统;同时对风窗自动调节系统进行设计;根据漏风压差信号传递的滞后性,采用Smith预估和PID控制调节方法调节漏风风压。以山西某矿为例,均压模拟结果表明：均压前后采空区自燃带宽度由70m降到20m,自燃“三带”分布由紊乱状态转变成规律状态。     

穿层钻孔预抽瓦斯区域消突效果分析

本文针对单一低透气性突出煤层的突出危险性,基于穿层钻孔区域消突卸压增透机理,采用预测指标法测定煤层瓦斯抽采有效半径,依据测定结果设计穿层钻孔参数,利用岩石底板巷穿层钻孔对煤层卸压增透抽采瓦斯,某突出矿井应用结果表明:穿层钻孔预抽煤层瓦斯后021710掘进工作面煤层残余瓦斯含量与瓦斯压力,钻屑瓦斯解吸指标Δh2和钻屑量S指标均低于始突临界值,瓦斯抽采率达33%。提高了煤层透气性和瓦斯抽采率,保证煤巷安全快速掘进。     

保护层开采卸压瓦斯抽采技术研究

为防止被保护层中瓦斯大量涌向保护层工作面,造成其工作面上隅角和回风巷瓦斯超限,基于采空区上覆岩层"三带"中瓦斯运移规律,利用高位钻孔抽放被保护层卸压瓦斯。通过在羊东矿8458工作面应用实践,采用理论计算与数值模拟确定裂隙发育带的高度,并对高位钻孔参数进行优化设计,结果表明:该工作面单孔纯瓦斯抽采量由0.5m3/min提高到0.8m3/min,回风巷瓦斯浓度由0.9%降低到0.4%,上隅角瓦斯浓度由1.2%降低到0.6%,提高了瓦斯抽放率,保证了工作面安全回采。     

煤与瓦斯突出预测敏感指标确定及应用

为了防止突出煤层在煤巷掘进中发生突出,减少防突措施工程量,基于模糊数学与多元统计分析理论,建立突出预测指标敏感度函数数学模型,将预测指标敏感度定量化,通过定量与定性对比分析确定突出预测敏感指标.在某煤矿021710掘进工作面的应用实践表明:钻屑瓦斯解吸指标△h2较钻屑量S更为敏感,运用△h2指标预测掘进工作面突出危险性,可减少防突工程量,实现煤巷快速安全掘进.     

非间隔式注氮防灭火工艺管路压力载荷研究

针对传统埋管注氮方式中采空区氮气分布不连续惰化效果差,管路资源浪费严重等重大缺陷,设计了非间隔式注氮防灭火工艺,可使注氮点与采煤工作面保持同步移动,实现了采空区中氮气的连续性分布,并且能回收注氮管材。采空区注氮管表面所受压力载荷大小计算方法的研究是成功实现非间隔式注氮防灭火工艺的基础。根据弹性力学中解平面问题与结构力学中两端固支梁结构的相关原理,分别推导并提出了采空区注氮管表面压力载荷的计算方法,分析了影响采空区注氮管表面压力载荷的因素。结合林南仓矿现场数值模拟结果,计算出综采工作面采空区注氮管表面的压力载荷。结果表明,两种计算方法所得的计算结果比较接近,在可接受的范围内,均是合理可行的。