采动裂隙椭抛带分布特征的相似模拟实验分析

煤层开采后,覆岩采动裂隙分布特征与卸压瓦斯抽采密切相关。基于相似原理,进行了覆岩采动裂隙分布特征的物理相似材料模拟实验。根据实验中裂隙带及压实带的拟合曲线,说明覆岩采动裂隙分布特征是椭抛带形态。通过观测覆岩裂隙的裂隙密度、离层率、带宽及碎胀特征,进一步研究了采动裂隙椭抛带的发育、发展规律。最后在试验分析的基础上,推导出采动裂隙椭抛带的空间分布数学模型,为确定合理的卸压瓦斯抽采钻孔终孔位置提供了依据。  

西北矿区安全生产存在问题及对策研究

煤炭是我国重要的基础能源产业，而我国主要的煤炭生产基地在西北地区，因此研究西北矿区安全生产现状、存在问题及其对策措施，对确保我国能源安全具有重要意义．西北矿区普遍存在复杂的煤层开采条件、特殊的开采地表环境以及多发的各类事故灾害，所以该地区煤炭开采条件及安全生产状况较为恶劣．本文在分析该地区煤炭安全生产中存在问题、重大安全隐患及其产生原因的基础上，提出了一些具有可操作性、针对性的措施与建议，最后指出西北矿区今后应重点进行矿井通风系统优化技术、瓦斯综合高效抽采技术、易自燃煤层综合防灭火技术、坚硬煤层综放开采顶煤安全预裂技术、矿井瓦斯爆炸危险性监控和分析技术以及西北矿区“绿色开采技术”等科技攻关．  

覆岩采动裂隙带动态演化模型的实验分析

为研究采动覆岩裂隙演化规律及其形态,基于采动裂隙"O"形圈理论,结合物理相似材料模拟实验,提出了"采动裂隙圆角矩形梯台带"工程简化模型,分析了动态演化过程.得到采动裂隙带的演化高度、沿走向与倾向的带宽距及断裂角等参数,即切眼侧带宽大约1倍初次来压步距,工作面侧带宽在2～3倍周期来压步距间变化,进风巷、回风巷附近带宽约0.7～0.8倍初次来压步距,内外梯台面的高度受制于关键层层位及所形成砌体梁结构的变形、破断和失稳形态.分析了煤层采高、覆岩岩性、煤层倾角及工作面几何参数等采动裂隙带形态的主要影响因素.通过现场验证,表明依据裂隙带演化模型可确定瓦斯抽采巷(或钻孔)的位置,抽出高含量卸压瓦斯.  

乌兰煤矿5343综放工作面瓦斯涌出规律分析

乌兰煤矿主采3#煤层是高瓦斯煤层,综放面的瓦斯涌出量大,严重影响着矿井的安全生产。基于分析矿井瓦斯涌出的主要影响因素,结合乌兰煤矿5343综放面的实际特点,分析了该工作面的瓦斯涌出规律,为工作面瓦斯涌出量的准确预测及抽采参数的设计提供了理论依据。  

和顺天池公司103工作面抽采治理瓦斯技术

介绍了和顺天池公司103工作面利用尾巷强化风排瓦斯、走向高抽巷抽放卸压瓦斯的综合治理瓦斯技术模式,分析确定了尾巷和顶板走向高抽巷的合理布置参数。现场实践表明,103综放面瓦斯抽采治理技术模式适合矿井实际条件,保证了工作面安全回采,对于类似矿井具有一定的实践借鉴价值。  

瓦斯浓度对瓦斯爆炸感应期内可见光特征影响的实验研究

通过小尺度瓦斯爆炸实验管道系统模拟瓦斯爆炸，利用高速摄影机捕捉瓦斯爆炸早期可见光特征，以及Matlab分析实验数据，初步得出不同瓦斯浓度下爆炸感应期内可见光分布规律和光亮度最值特征参数，并详细分析了瓦斯浓度对特征参数的影响。结果表明：瓦斯爆炸感应期内光亮度最大值、光亮度平均值、光亮度变化率最值均随浓度的增大而增大。这主要是由于不同浓度瓦斯燃烧充分程度和放出能量不同，瓦斯燃烧越充分，发出的可见光亮度值越小；瓦斯燃烧放出的能量越大，发出的可见光亮度值越大。瓦斯浓度对爆炸感应期内燃烧光亮度阈值的影响不大；大致相等的燃烧光亮度阈值为判断瓦斯开始燃烧提供更为简单的判据。  

多因素影响下煤层吸附甲烷特性试验研究

为研究温度、含水量、粒径、变质程度4个因素对煤吸附甲烷特性的影响，应用正交试验设计，采用吸附常数测定仪进行甲烷吸附试验，运用多因素方差分析、多元回归分析方法得到 Langmuir 吸附常数 a、b 与各因素的关系及吸附常数 a 随多因素变化的关系式。试验结果表明：多因素影响下煤样吸附甲烷过程满足 Langmuir 单分子层吸附理论；各因素对 Langmuir 吸附常数 a、b 的大小均有影响，但影响程度存在差异，各因素对吸附常数 a 的影响程度由大到小依次为变质程度、温度、粒径、含水量，对吸附常数 b 的影响程度由大到小依次为变质程度、含水量、温度、粒径；吸附常数 a 与变质程度的变化呈正相关，与温度、含水量、粒径的变化呈负相关，吸附常数 b 与变质程度的变化呈正相关，与温度变化呈负相关，随粒径、含水量变化呈阶段性变化。通过对煤吸附甲烷多因素影响分析，为进一步研究煤体吸附甲烷特性提供理论基础，同时为井下开采过程中实施防突措施提供了理论指导。  

硬软煤质量比变化对煤吸附甲烷的影响

在单一煤体吸附甲烷的基础上,选用山西某煤矿同一进风巷硬软煤,按不同质量比进行分层混合.运用Langmuir单分子层吸附理论,对硬软煤处于不同质量比条件下混合煤样对其吸附特性的影响进行了实验研究.得出吸附量随硬软煤质量比变化的关系曲线、吸附常数a,b随硬软煤质量比变化关系式及瓦斯放散初速度AP随硬软煤质量比变化关系式,对瓦斯涌出受硬软煤质量比变化的影响进行了理论分析.分析结果表明软煤质量和其上部硬煤质量近似相等时,吸附常数a及放散初速度AP达到最大值,吸附常数b达到最小值.这一发现说明了在此情况下,煤对甲烷的吸附量及其压力均达到最大值,一旦扰动此类煤层,便会形成较大的压力梯度及浓度梯度,发生大量瓦斯涌出,研究结果对煤与瓦斯突出机理提供了理论基础.  

天池矿401工作面瓦斯钻孔抽放参数研究

煤层瓦斯抽放是解决煤矿瓦斯问题最根本、最有效的措施。为了寻求合理的钻孔抽放参数,应用Fluent流体力学数值模拟软件,分析不同抽放负压、钻孔直径、抽放时间、封孔深度条件下的钻孔抽放半径和抽放量,得到各因素对煤层瓦斯抽放效果的影响规律。结合天池矿401工作面现场实测数据,得出适合该矿15#煤层瓦斯钻孔抽放参数。  

工作面多变量瓦斯体积分数时间序列预测模型

为了有效分析煤矿瓦斯监测数据以实现较准确的工作面瓦斯体积分数预测,基于贝叶斯网络方法、混沌相空间重构技术与高斯过程回归模型,研究了瓦斯体积分数时间序列分析与预测的方法.应用贝叶斯网络方法提取与工作面瓦斯体积分数时间序列有较强关联特征的样本数据集,构建了多变量瓦斯体积分数时间序列预测模型；采用混沌相空间重构技术来实现多变量瓦斯体积分数时间序列样本空间重构；应用高斯过程回归模型进行工作面多变量瓦斯体积分数预测,以预测值及其置信区间来表达对工作面未来瓦斯体积分数动态变化的预测.实例分析表明:应用该方法得到的预测结果,其预测精度较单变量瓦斯体积分数时间序列预测有较大提升,并且预测区间在相同置信水平下达到了最优,能够较好的反映工作面瓦斯体积分数的动态变化状况.