松软煤层井下水力压裂增透技术及应用

针对松软煤层弹性模量、抗压强度和抗拉强度较低,泊松比、孔隙压缩系数较高,易发生塑性变形等特点,将松软煤层井下水力压裂划分为煤体压密、裂缝起裂与裂缝扩展3个阶段,提出压裂工艺参数选择的参考原则,并在松软煤层典型矿区开展水力压裂现场试验。对压裂效果进行考察分析表明,在合理选择压裂工艺参数的前提下,水力压裂对于松软煤层增透作用明显。     

胶囊封隔器封堵煤矿井下压裂孔技术研究

煤矿井下压裂孔的有效封堵,一直是利用水力压裂提高煤层透气性技术推广面临的难题。为了探索胶囊封隔器封堵水力压裂孔的可能性,对封隔器支撑方式做了改进,并在松藻煤矿和盐井一矿进行了现场试验研究。结果表明:胶囊封隔器封堵方式适用于煤矿井下水力压裂孔的封堵,封堵质量可靠,效果好,能够循环使用,满足水力压裂要求。     

通风系统仿真动态模拟研究及应用

针对渝阳煤矿通风系统存在通风阻力大,进风段、用风段和回风段三段通风阻力分布不合理,导致主要通风机运行负荷大等问题,提出利用通风系统网络解算软件对矿井通风网络进行解算及优化,并对矿井通风网路中风量进行自然分配和按需分配计算。计算结果表明,通风系统网络解算软件实现了风网解算仿真动态模拟、通风机特性拟合、局部通风系统风量调节功能。通风系统网络解算软件的应用,使从定性分析通风系统提升为数字化、准确化地分析通风系统,从而能有计划、有目的地调整通风系统。     

自卸压综合抽放技术在突出煤层中的应用

针对逢春煤矿急倾斜煤层透气性低、预抽瓦斯时间长、防突掘进工作面局部防突措施工程量大、安全威胁大、生产效率低的问题,提出了利用俯伪斜自卸压综合抽放技术提高急倾斜单一严重突出煤层瓦斯抽放率,防治煤与瓦斯突出的技术。该技术在逢春煤矿S1862工作面的应用结果表明：台阶回采后对下部煤体的卸压保护范围达到7.60～9.97 m,工作面每个台阶推进速度在3～19m/班,平均推进度在7 m/班。因此自卸压综合抽放技术能有效地减弱煤与瓦斯突出危险性,并显著减少回采期间的瓦斯涌出量,通过伪倾斜正台阶采煤方法的自卸压原理可确保回采前方煤体不处于煤与瓦斯突出的危险状态。     

瓦斯抽采钻孔喷孔防护装置的研制与应用

针对松软且地应力较高的突出煤层中钻孔施工时,易发生钻孔喷孔,导致瓦斯超限和煤粉突出的问题,设计了一种钻孔喷孔防护装置。该装置由钻孔封孔装置、连接装置、气水分离器3部分组成,将喷出的高浓瓦斯直接抽入矿井瓦斯抽放管中,水和煤渣进入收集系统,实现气（瓦斯）、水（打钻水）、渣（煤矸渣）的有效分离。经过松藻煤矿现场试验证明,使用该装置后,平均穿煤时间增加79.1%,平均穿煤深度增加114.7%,钻场瓦斯体积分数0.15%～0.25%,远低于1%的瓦斯允许浓度。     

气水渣分离及瓦斯粉尘捕捉一体化装置的研究与应用

针对煤矿井下施钻过程中产生高浓度瓦斯和粉尘,影响矿井安全生产的问题,根据粉尘、瓦斯、水的物理性质,提出气水渣自动分离的方法,并设计加工出气水渣分离一体化装置。 通过现场对比试验,测试了气水渣分离一体化装置的使用效果,结果表明:该装置能有效降低工作面瓦斯和粉尘浓度。     

“五步法”渐进式快速石门揭煤新技术原理及应用研究

针对传统石门揭煤技术揭煤时间长,放炮震动易诱发突出,严重影响矿山企业的安全生产和经济效益等难题,提出"五步法"渐进式快速石门揭煤新技术。研究了渐进式快速石门揭煤新技术原理,得出多参数综合预测是该技术的关键;通过试验确定了松藻矿区煤层突出危险性多参数综合预测标准以及预测孔的立体化多重布置方式;研究建立可移动式安全屏障区,进而确定其范围;在安全屏障掩护下,采取浅掘浅进的方式揭开突出煤层,最终制订出一套完整的渐进式快速石门揭煤新工艺。通过在松藻煤电公司下属6个煤矿现场应用表明:该技术简单易行、经济合理、生产安全,揭煤时间由原来110～257 d,缩短为7～25 d,大大缩短石门揭煤时间。     

薄煤层综采面过4.0m大断层技术研究

分析了石壕煤矿S1628面在过4.0 m大断层时断层构造带对采面的影响,还提出了工作面过断层期间加强顶板管理、预防顶板事故的安全技术措施,使采面得以安全生产。     

空化空泡发育和溃灭过程的数值分析

基于空化空泡发育和渍灭过程的热力学分析,综合考虑热传导和热辐射的影响,提出了一个新的用于数值分析空泡变化过程的数学模型--热传导-热辐射模型.结合Runge-Kutta-Fe-hlberg法,利用3个数值分析模型(等温模型、绝热模型和热传导-热辐射模型)求解了描述空泡发育和溃灭过程的Rayleigh-Plesset方程,并将数值计算结果与不同研究人员所得到的试验结果进行了比较.结果表明:热传导-热辐射模型可以以较高精度地数值模拟空化空泡的变化过程,其计算结果与试验结果吻合较好.