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。     

近水平煤层开采地表移动规律研究

将重庆基岩裸露地区地下开采引起的地表移动作为研究对象，探讨了近水平煤层开采条件下地表移动规律．根据矿区的地质构造和近水平煤层赋存的特点，通过建立地表位移观测站，利用长期的实测结果，综合分析了不同的回采工作面地表下沉和水平移动的观测数据，并采用MATLAB软件进行数据处理，拟合得出地表下沉和水平移动曲线及相关参数．为进行工程类比和预测，建议采用剖面函数法对实测数据进行计算机处理，有关移动变形参数应标准化．     

地震波在巷道弹塑性围岩中传播规律的数值模拟研究

基于有限元动力分析软件ANSYS/LS-DYNA模拟了地震波在具有初始应力情况下的巷道弹塑性围岩介质中的传播过程,分析了该条件下地震波在巷道周边的传播衰减规律。研究结果表明：随着传播距离的增加,地震波传播呈负指数函数关系衰减;地震波加速度幅值在近源场衰减速度快,远源场衰减减缓;当巷道正前方发生挠动时,随着离巷帮的距离越远,地震波加速度幅值越小;巷道围岩的弹、塑性应力状态也是影响地震波传播过程的一个重要因素,在弹塑性围岩介质中传播时,地震波能量的损耗主要是由于波形的几何扩展和介质的塑性变形引起的。     

基于改进的C-V模型煤岩细观裂隙图像处理及其应用

为了准确全面地获取煤岩细观图像裂隙信息,引进基于偏微分方程的图像处理技术,阐述无边缘活动轮廓模型(C-V模型)的原理,并针对C-V模型的不足,提出一种基于图像增强函数的改进C-V模型。采用改进的C-V模型分别对包含单一裂隙和多裂隙煤岩细观图像进行处理,获得高质量的煤岩细观裂隙二值图像,并通过量化处理,定量地得到了有效的煤岩细观结构特征参数,为后续煤岩渗流计算和损伤计算等深入研究奠定了基础。研究表明,针对对比度较低、灰度不均的煤岩细观图像,改进的C-V模型比原C-V模型取得了更好的图像分割效果和更准确的煤岩细观结构定量信息,可以应用于煤岩渗透率和损伤因子的计算。     

坚硬顶板切顶成巷结构演化与稳定控制机理

为深入了解坚硬顶板切顶成巷结构演化过程及稳定控制机理,采用物理试验、连续-非连续介质模拟试验、力学分析开展研究.结果表明:切割顶板在采空区侧形成长悬臂梁结构,切割端首先旋转下沉,未切割端首先破断,当切割端顶板触底后,切割顶板沿中部断裂;切顶扰动对采空区顶板结构的影响主要集中在切割顶板岩层,对上覆岩层结构影响较小;切割顶板在巷道上方形成短悬臂梁结构,进一步变形后在煤体深部产生垂直张拉裂缝,然后向采空区旋转变形,并与采空区垮落切割顶板接触,形成平衡结构;切顶高度及切顶角参数对平衡结构的力学作用有较大影响,当切顶角增加到一定值时,平衡结构关键点之间的作用力比较接近,可满足不同部位的顶板岩体协调变形.     

灰色关联理论在矿山岩体质量评价中的应用

根据目前矿山岩体质量评价的基本方法,对采用普氏系数法、岩芯质量指标法以及龟裂系数法等已经取得指标的岩体应用灰色关联理论建立了综合评价模型,以贵州某矿煤层顶底板岩层实测评价指标的数据,对本文建立的模型进行了应用.     

近距离煤层群切顶留巷覆岩应力及变形响应研究

为了深入了解近距离煤层群切顶留巷上覆岩层应力及变形演化规律,以白皎煤矿B4煤层、B3煤层、B2煤层切顶成巷巷道2442、2443及2444运输平巷为研究对象,开展了3层煤回采巷道开挖物理试验研究,结果表明:①上煤层巷道切顶后,顶板卸压;煤层开挖后,采空区顶板垮落并支撑巷道顶板,顶板增压;煤层继续开挖,覆岩断裂,顶板卸压...     

含瓦斯煤体固气耦合数学模型及数值模拟

基于固气耦合作用的基本理论,从孔隙率和渗透率的基本定义出发,综合考虑吸附膨胀效应和Klinkenberg 效应对煤体中瓦斯的运移影响,推导出孔隙率与渗透率的动态参数模型,并建立了含瓦斯煤体固气耦合模型。运用有限元方法给出自然卸压条件下的耦合数值解。数值模拟结果表明：孔隙瓦斯压力随着自然卸压时间的增大而减小;煤体孔隙率和渗透率随自然卸压时间的增加而增加,与现场渗透率测试规律基本相符;从煤体深处向距离工作面煤壁方向,孔隙率与渗透率缓慢增加、急速下降、急剧增加等3个阶段。     

顺层瓦斯抽采钻孔封隔一体化封孔工艺研究

为提高顺层瓦斯抽采钻孔密封性,确保瓦斯抽采效果,基于传统的"两堵一注"带压注浆封孔工艺,结合超高压水力割缝技术,提出封隔一体化封孔工艺,即在封孔段采用割缝的方式进行辅助封孔。通过钻孔应力及漏气形式分析,研究了钻孔周边煤体应力分布特征及卸压范围,确定了3类漏气通道;阐述了封隔一体化封孔工艺原理并确定了相关工艺参数。现场试验结果表明:采用封隔一体化封孔的抽采钻孔取得了较好的封孔效果,其抽采瓦斯浓度比同等条件下的常规封孔方法提高25%~30%,减缓了抽采瓦斯浓度衰减速率,为顺层瓦斯抽采钻孔提供了一种良好的封孔方法。     

我国南方某地区煤矿事故频发原因分析

根据我国南方某地区3年多的煤矿事故统计和现场调查资料,分析了影响该地区煤矿事故多发的时间、环境和管理等因素。通过对地方小煤矿事故深入分析,提出以技术力量雄厚的规模化煤矿带动地方小煤矿,加快资源整合,做好煤矿技术人才引进和职工安全培训工作,加强企业安全生产管理,完善安全生产监督机制等措施,促进地方煤炭工业持续、稳定、健康发展。