大采高工作面矿压显现与瓦斯涌出关系研究

根据现场实测斜沟煤矿18205工作面的液压支架支护阻力、超前支承压力及瓦斯浓度情况,分析研究大采高工作面矿压显现与瓦斯涌出的规律,结果证明:18205工作面矿压显现增大时,瓦斯浓度显著升高;在周期来压时煤岩体卸压增流,工作面瓦斯浓度明显升高。同时提出用高位裂隙带钻孔来治理邻近层瓦斯,发现在周期来压期间钻孔瓦斯抽采量明显增加,与来压步距基本一致,且高位裂隙带钻孔能有效拦截邻近层瓦斯,上隅角瓦斯浓度显著降低,有效保障了工作面安全回采。     

高硫工作面合理注碱孔距数值模拟与试验研究

通过向煤层中注入碱液能显著减少工作面硫化氢的产生,为获得注碱后煤层中碱液与硫化氢的分布规律,借助COMSOL Multiphysics数值模拟软件中化学反应模块,数值模拟研究两渡煤业21003工作面煤层注入碱液(NaHCO3)降低硫化氢。假设NaHCO3液体沿着煤层裂缝裂隙的运移符合N—S方程,沿着煤基质微孔运移符合Brinkman方程,物质发生化学反应变化符合对流扩散方程,结合矿井硫化氢赋存条件及注碱相关参数,分析注入碱液后在煤层中的运移扩散规律和H2S治理情况。模拟结果证明：碱液所经过的煤层范围,硫化氢含量发生明显减小,随着注碱时间的延长注碱影响面积在扩大。持续不断注碱18h之后,离注碱钻孔7～9m,煤层硫化氢含量下降51.3%以上,距离钻孔小于7m的范围煤层硫化氢基本被完全中和。根据数值模拟结果,决定施工8～10m间距的煤层注碱钻孔。在21003工作面开展8m间距的注碱钻孔试验,注入碱液之后工作面回风流硫化氢浓度最大为5.6×10^-6,工作面回采过程中没有发生超限现象,揭示数值模拟结果能很好的指导现场开展注碱治理硫化氢工作。     

基于杜邦STOP系统煤矿安全行为观察模型的构建及应用

为了有效管理煤矿员工的行为,提高煤矿企业安全生产水平,基于杜邦STOP系统与安全管理学的相关理论,构建煤矿安全行为观察模型,从计划、执行、检查与改进4个方面诠释模型的内涵,概括模型中人员配备、观察方式、数据结果、行为纠正与管理模式5方面的特点。同时将该模型运用于斜沟煤矿,对5个工种150名员工进行6个周期为期42d的观察研究,且对观察结果进行大数据分析,不安全行为发生率从最初的20%降低至2%,并绘制了不同作业不安全行为变化趋势图。结果表明:安全行为观察可以明显减少煤矿员工的不安全行为,是一种较为有效的煤矿安全管理方法。     

野川煤矿综放开采覆岩三带发育高度研究

采场覆岩三带高度的准确计算对生产实践具有重要意义。采用理论计算、RFPA数值模拟和现场实测的方法,研究了野川煤矿3号煤层综放开采条件下覆岩三带的发育高度,对理论计算、数值模拟及现场实测结果进行对比分析,结果表明,《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的公式不适用于综放开采覆岩两带高度的计算,而采用经验公式的计算结果比较符合。     

基于行为安全“2-4”模型的煤矿行为管理研究

煤矿中人的不安全行为是引发事故的主要原因。为加强员工行为管理,提高其安全意识减少危险行为,综合行为安全理论与安全管理学方法,阐明了行为安全管理的概念与作用机理。简要介绍了煤矿安全生产中忽视对人员行为管理的现象,深入诠释了行为安全“2-4”模型的功能、特点与事故预防中的重要意义,突出模型的有效性与实用性。运用该模型对斜沟煤矿安全生产事故进行分析,详细剖析事故原因,提出针对性预防措施。结果表明,行为安全“2-4”模型对煤矿行为安全管理具有指导性作用,通过控制人的不安全行为来预防事故发生,进一步提升了煤矿的安全生产水平。     

行为安全管理在煤矿中的应用分析

为强化人员的行为管理,规范员工安全行为,提高其安全意识,基于综合行为安全理论与安全管理学方法,阐述了行为安全管理的定义与理论基础。引入扩充版行为安全“2-4”模型,从事故致因链、内部影响链、外部影响链3条行为链着手,详细分析模型的功能,深入诠释模型的有效性。运用该模型对斜沟煤矿一起伤人事故进行分析,定位事故原因,提出有效预防措施。结果表明,扩充版行为安全“2-4”模型可以用于煤矿行为管理,通过控制人的不安全行为来实现安全生产的目的。     

大采高工作面采空区瓦斯抽采对自燃“三带”影响

针对高瓦斯大采高工作面开采过程中瓦斯与火共生致灾的难题,以斜沟煤矿18205工作面为研究对象来解决瓦斯抽采和自然发火综合治理之间的矛盾,利用数值模拟和现场实测相结合的研究方法,通过COMSOL模拟得到瓦斯抽采量及抽采口位置的变化对自燃三带的影响规律。     

基于气动风机的某矿工作面上隅角瓦斯治理技术

为了消除某矿81304工作面上隅角瓦斯存在的安全隐患,利用Fluent软件模拟上隅角和工作面的瓦斯速度、瓦斯压力、瓦斯浓度分布规律,结果表明,上隅角的瓦斯压力和瓦斯浓度的分布均与瓦斯运移速度有关,受回风顺槽影响,瓦斯运移速度减缓,瓦斯压力及瓦斯浓度偏大;瓦斯运移速度、瓦斯浓度沿工作面走向依次增大,在深部采空区达到最大;瓦斯压力沿工作面倾向依次增大,受上隅角阻力的影响,在上隅角处的瓦斯压力突然变大。根据模拟结果,提出采用气动风机治理瓦斯,通过2种风机布置方案对比得出,将气动风机安装在81304工作面254#架上,启动风机后,上隅角瓦斯浓度分别在检修班和生产班同比无风机治理时减少22.2%和26.7%,治理效果显著。气动风机对消除上隅角瓦斯聚集具有可行性。     

低透气性煤层水力压裂增透数值模拟研究

针对高瓦斯低透气性煤层抽采率低下、钻孔工程量大及抽采周期长的难题,提出水力压裂卸压增透技术。借助RFPA2D-Flow软件模拟分析了压裂时压裂孔附近煤体从发生破裂、裂隙裂纹的生成演化、扩展延伸到最终贯通的完整过程,得到钻孔附近煤体的裂隙裂纹演化规律。通过在斜沟煤矿18205材料巷实施水力压裂现场试验,发现当水压升高至16MPa时有效影响半径为7m,试验结果与模拟结果基本一致;水力压裂影响范围内煤层的透气性系数提升14倍,瓦斯抽采浓度提高了4.43倍,抽采纯量提升了9.62倍,抽采效果显著提高。     

Design-Expert预测大采高工作面瓦斯涌出量试验

随着矿井采深的加大,煤层赋存及采煤工作面地质条件愈来愈复杂,导致影响瓦斯涌出量的因素众多。为更有针对性、更准确地预测综采工作面瓦斯涌出量,将试验设计理论引入瓦斯涌出量预测中。结合现场实测瓦斯浓度数据,分析影响某矿18205大采高工作面瓦斯涌出量的4个因素,采用Design-Expert数值软件,以Central Composite Design构建出5个水平4个因素的试验设计,获得了某矿18205大采高工作面瓦斯涌出量影响因素的二次回归模型,同时进行瓦斯涌出量预测。研究结果表明:预测相对误差在4.14%~10.57%,基于试验设计思想的瓦斯涌出量预测更加具有针对性,可以满足现场的实践应用。