采煤工作面顺层钻孔分段水力压裂增渗试验

低透气性突出煤层顺层钻孔预抽回采工作面瓦斯具有工程量大,抽采效率低等特点,为此,采用顺煤层分段水力压裂实现煤储层增透。寺家庄矿15#煤层属于低透气性突出煤层,在15301工作面开展了顺煤层分段水力压裂强化抽采试验,利用自主研发的拖动式双封隔器分段封孔装备及工艺,满足压裂孔稳定、快速封隔,可实现全孔段分三段及以上逐级开展压裂。对比压裂区和非压裂顺层钻孔瓦斯抽采效果,压裂区平均浓度为35.1%,非压裂区为6.0%,压裂区浓度是非压裂区的5.9倍;压裂区百孔纯量为3.6 m3/min,非压裂区为0.3 m3/min,压裂区百孔纯量是非压裂区的11.2倍。     

突出煤层群开采层序论证及三区联动瓦斯抽采技术

针对福泉煤矿山区低透气性突出煤层群开采瓦斯治理难度大,通过煤与瓦斯赋存情况、保护层保护范围及保护层开采技术条件综合论证煤层群开采层序,基于开采保护层为出发点,研究了"开拓区、准备区、回采区"三区联动瓦斯抽采技术体系:底抽巷超前抽采和保护层开采卸压联动瓦斯抽采、本煤层和邻近层卸压联动定向长距离钻孔抽采、一巷三用三维立体瓦斯抽采等技术,实现矿区瓦斯三区联动抽采,促进矿井年抽采量逐年提升,从时间和空间上提前解决了福泉煤矿突出防治及瓦斯涌出治理问题,促成了该矿抽、掘、采合理部署的良性循环。     

多尺度含瓦斯煤体渗透特性估测的研究进展

系统评述了多尺度含瓦斯煤体渗透特性的估测模型,指出了其适用的时空条件及其优缺点,表明量化含瓦斯煤体渗透特性对多因素的协同耦合响应机制,研究多时空尺度下的含瓦斯煤体渗透特性测试技术,构建不同时空尺度间的煤层瓦斯流动模式,建立将时空尺度三维耦合、多物理场耦合纳入统一系统的煤层瓦斯流动转换体系将成为未来的研究热点。     

液氮超低温作用引起煤体渗透率变化规律的实验研究

为探究液氮致裂煤层增渗技术的可行性,对其技术原理进行了理论分析,并采用实验测试的方法研究了液氮超低温作用对煤体孔隙率与渗透率的影响。结果表明:液氮超低温的作用使得煤样试件的内部温度骤然降低,因液氮的超低温作用而产生的应力已超过了抗拉强度,形成新的裂隙,使得煤样的渗透率增加了2倍以上,孔隙率增加了近1.5倍;在液氮超低温作用时间超过一定阈值后,两者数值增大的趋势减缓。结合热力学和断裂力学的理论,构建了液氮超低温作用下煤体温度分布的数学物理模型,进一步获得了液氮作用下煤体温度场与应力场解析解,阐释了液氮对煤体内裂隙发育、发展的作用机制。     

冲击地压工作面瓦斯异常涌出原因分析及防治技术

针对冲击地压工作面瓦斯异常涌出问题,在统计分析多个冲击地压工作面瓦斯涌出异常诱发因素基础上,研究了冲击地压工作面瓦斯异常涌出原因分析及防治技术。分析结果表明:冲击地压工作面瓦斯异常涌出影响因素主要有煤岩固有冲击属性、瓦斯含量（压力）、开采深度、坚硬顶板、地质构造、开采技术条件等。冲击地压工作面异常涌出防治技术是在开采过程中实施钻孔卸压、顶板预裂爆破、煤层注水、深孔爆破、瓦斯抽采、强化支护、综合监控监测及安全防护等措施,降低冲击地压及伴生瓦斯异常涌出危险。研究结果在宽沟煤矿I010202工作面实施应用,取得了良好的效果,确保了工作面的安全回采。     

基于优化AHP的矿井通风系统改造方案优选

针对传统层次分析法(AHP)标度烦琐、判断矩阵一致性难以达到要求的不足,对传统AHP进行了优化,并将其应用于矿井通风系统改造方案的优选决策中,提高了方案优选的效率和准确性。     

含瓦斯煤的吸附量与孔隙率及变形的映射规律研究

为厘清含瓦斯煤的吸附量与孔隙率及变形的映射规律,以高压容量法测试煤吸附瓦斯等温曲线的过程为条件,针对煤样在不同瓦斯压力的作用下,吸附量对煤孔隙率、变形的影响进行了理论分析;利用工业CT技术与高压容量法相结合的方法,研究含瓦斯煤的吸附量与孔隙率、变形的映射规律。结果表明:随着吸附瓦斯量的增加,煤的孔隙率逐渐降低,并趋于稳定值;煤的变质程度越高,其孔隙率演化的趋势越缓;煤的体积应变呈现近似于线性增长的特征。     

对旋轴流通风机噪声的产生机理及特性分析

从流体噪声理论着手,阐述了流体噪声的基本原理,重点分析了对旋轴流通风机噪声的产生机理,通过实验得到对旋轴流通风机的噪声特性及频谱分布特征,可为对旋轴流通风机降噪设计及改造提供一定的理论依据。