顺层长钻孔预抽煤层瓦斯数值模拟研究

以丁集矿11-2煤层为对象,使用COMSOL数值模拟软件模拟在煤层实施顺层长钻孔预抽煤层瓦斯措施后钻孔周围瓦斯压力分布规律。通过模拟不同钻孔长度和不同孔间距条件下的钻孔周围瓦斯压力分布规律来得出不同条件下顺层长钻孔的控制范围,为顺层长钻孔的参数优化提供指导。     

开采保护层的效果评价研究

针对金岭煤矿采取的瓦斯治理措施———开采保护层,基于该矿井的地勘瓦斯资料,探讨了开采保护层的合理性,介绍了下保护层开采和底板穿层抽放的方法,评价了开采保护层的效果。结果表明:在高瓦斯矿井中实施保护层开采措施后,煤体得到卸压且产生大量裂隙,瓦斯含量最大值和压力最大值均降低到临界值8.00 m3/t和0.74 MPa以下,改变了煤层瓦斯赋存规律,增加了煤层透气性,提高了抽放效果,从而大幅降低了煤与瓦斯突出危险性。     

阻隔防爆材料对燃爆性能及抑制机理研究进展

为总结阻隔防爆材料对燃爆性能研究并揭示其抑爆机理，促进其在化工领域得到广泛应用。本文简述阻隔防爆材料发展及抑爆性能研究，得出阻隔防爆材料抑爆机理由早期单一物理作用或化学作用，发展到两者相耦合的抑制机理。指出当下应加快爆炸分析理论与软件模拟技术结合，发展分析爆炸瞬态过程及关键自由基等检测新技术，揭示广义阻隔防爆的抑爆机理，为开发低成本、高抑爆的新型阻隔防爆材料研究及关键抑爆技术发展提供参考价值，有效促进化工安全发展，降低燃爆危害和损失。     

基于瓦斯地质方法的潘二矿煤层瓦斯赋存规律分析

基于潘二矿为高瓦斯突出矿井,运用瓦斯地质理论,通过对地堪瓦斯资料和矿井揭露的瓦斯地质资料进行研究,分析了影响潘二矿瓦斯赋存的各种地质因素。井田的东部倾伏区和西部倾伏区,受F2,F10,F1,F5断层等断裂构造和陶王背斜的影响,瓦斯含量较背斜北翼和西部逆冲断裂带大;在背斜北翼,受F28开放性正断层的影响,以F28断层为界,其东南侧较西北部瓦斯大。通过分析得出,在潘二矿的瓦斯地质单元内,断层是影响某点局部瓦斯变化的主要因素。     

潘三矿顺层长钻孔掘进消突技术试验研究

针对淮南矿区潘三矿11-2煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大、煤层透气性低,提出并实施了顺层长钻孔掘进消突技术,通过实施后的效果评价指标、瓦斯残存量等的考察,证实了顺层长钻孔的应用既消除了煤与瓦斯突出的危险,又加快了掘进进尺,是高瓦斯、低透气性突出煤层实现快速掘进的有效措施之一。     

金属丝状材料对预混气体爆炸影响规律研究

在自主设计加工的气体爆炸瞬态压力实验装置中,填充Cu、Al、Ni、Fe金属丝状材料后分别进行甲烷-空气(体积比为12%)和丙烷-空气(体积比为8%)预混气体的密闭爆炸实验,测定爆炸瞬态压力变化情况并进行对比分析。研究结果表明:填充金属丝状材料后爆炸压力峰值明显减小,说明能够有效地抑制可燃气体的爆炸;不同金属丝状材料的抑爆效果有明显的差异,其中Ni、Fe金属丝状材料抑爆性能明显优于Cu、Al金属丝状材料;随着可燃气体的分子质量的增加,Ni、Fe金属丝状材料抑爆性能优于Al、Cu金属丝状材料抑爆性能的现象更加明显。     

中等尺度煤与瓦斯突出物理模拟装置研制与验证

煤与瓦斯突出模拟实验可以揭示突出灾害的发生规律。研发一种中等尺度煤与瓦斯突出模拟装置,旨在一定程度上满足与采场工作面的开采环境的近似,同时便于地质模型的灵活设计与铺设,实现在不同地质及不同瓦斯参数条件下的突出模拟。该实验系统由高压实验腔体、非均布加载系统、突出诱导装置、抽真空及充气系统、数据采集系统组成,具有如下特点:可基于相似原理按照采掘工作面顶、底板岩层分布、地质条件,灵活铺设尺寸为1 500 mm×600 mm×1 000 mm的模型;按照工作面超前应力分布形式进行表面应力加载;预埋直径5 mm侧向均匀开孔管路分级注气,实现煤体瓦斯快速吸附平衡;采用直径200 mm规格爆破片安装突出口作为突出诱导装置,压力超限自动破裂,诱导突出;多元化信息采集系统,记录压力、温度、应力等物理参数变化,高速摄影记录突出瞬间煤瓦斯混合流态。开展了一次吸附平衡压力为0.30 MPa、诱导压力0.53 MPa的突出实验,在实验中煤体瓦斯压力、温度由于气体的吸附–解吸特性发生了规律性波动变化,突出发生持续1.92 s,抛出煤岩样369.9kg,最远抛射距离41.4 m,并呈扇形分布。该装置为深入研究突出动力灾害机制与预防技术提供了可行的手段。     

磁场对乙烯预混气体爆炸自由基影响机理

为探究磁场对预混气体爆炸特征的影响及机理,以乙烯为例,通过自行研制的实验系统研究磁场对预混乙烯/空气爆炸压力、火焰传播速度等爆炸特征的影响,利用Chemkin-Pro模拟了乙烯爆炸链式反应过程,研究了乙烯爆炸链式反应的关键自由基,理论计算了磁场对自由基粒子的作用力,探讨了磁场影响预混气体爆炸的自由基机理。结果表明,在最大磁场强度3300 Gs作用下,6.5%乙烯最大爆炸压力降低18.18%、爆炸压力上升速率降低17.33%,沿着火焰传播方向,磁场对乙烯爆炸火焰传播速度呈现先促进后抑制的效应,抑制效果大于促进效果,总体呈现抑制效应。乙烯爆炸过程中的关键自由基为·H、·O、·CH₂。自由基在磁场作用下的受力与自由基的磁化强度成正比,乙烯爆炸关键自由基的磁化强度各不相同,在磁场作用下,自由基出现分层现象,减少了不同自由基之间的碰撞,降低基元反应速率,从而抑制乙烯爆炸。     

排土场灾害四色预警判据研究

为研究排土场灾害预警指标的阈值标准,提出一种既符合排土场灾害风险分级管控理念,又体现排土场边坡稳定性变化发展的动态性、阶段性趋势的新方法。结合现场调研及企业生产实际,选取地表位移、内部位移、降雨量作为排土场在线灾害预警的预警指标,提出排土场灾害预警的四色预警机制;基于FLAC3D数值模拟方法和预警指标在线监测技术,结合边坡稳定性安全系数,对非降雨条件下的边坡表面位移及内部位移的变化趋势进行了模拟。并将模拟结果与现场监测数据相互验证,确保模型的可靠性,采用强度折减法模拟排土场边坡在降雨入渗条件下的稳定性临界状态。以贵州锦丰矿业公司排土场为例,输入实验室给出的数值模拟参数,得出了地表位移、内部位移、降雨量3个预警指标对应红、橙、黄、蓝4个预警等级的阈值标准建议值,为矿山企业排土场灾害监测预警提供理论依据。