真空预压中负压荷载的分析与定义

针对负压在不同介质中的分布及其在传递过程中的变化规律,通过室内试验与现场测试两种方法进行理论推导与验证.结果表明,在真空预压中,真空度与超静孔隙水压力应是负压荷载存在的两种形式,其在砂垫层与排水板中的分布是一致的,其值均维持在80kPa左右.     

负压对煤的瓦斯气体流动影响研究

为了研究负压对煤体瓦斯流动的影响,对实验室和现场2种情况下的研究结果进行了对比分析。通过实验室试验研究了不同条件下负压对煤样渗流的影响。现场实测了不同负压下的钻孔瓦斯浓度,浓度随负压的增大而增大,达到一定值后,浓度开始下降,并通过瓦斯浓度分析,确定了合理的负压。     

综放支架放煤口负压捕尘装置的研制

针对长期以来困扰煤矿井下的粉尘问题,对综放支架放煤口负压捕尘装置进行研制。首先对负压喷雾基本理论及负压捕尘装置的原理进行了分析,然后对负压捕尘装置结构、性能、参数进行了设计。工业性试验表明负压捕尘装置把负压及喷雾两种降尘方式进行有效的结合,大大提高了降尘的效率。     

液压支架放煤口负压除尘器的结构设计及内部流场模拟研究

针对液压支架放煤时煤尘浓度高的问题,设计了一种安装于低位放顶煤液压支架尾梁的负压除尘器;结合液压支架的参数,确定了负压除尘器的安装位置,得到了负压除尘器的空间极限尺寸;结合实验室试验条件,选取不同的负压除尘器引射筒尺寸参数,分别建立了三维模型并进行网格划分;选取不同的射流速度参数,运用Fluent分析软件进行数值模拟,求得除尘效果最佳时射流速度与引射筒直径的最佳组合参数,为负压除尘器的进一步优化奠定了基础.     

负压下甲烷浓度非线性压力补偿模型

煤矿井下瓦斯抽采管道内的气体压力一般为负压,红外甲烷浓度传感器的测量原理决定了其在负压环境工作时,测值与真值的误差较大。为提高测量精度,在实验室开展了40~90 k Pa(绝对压力)不同负压环境下的甲烷浓度测量试验,并根据试验数据建立了适用于负压环境的非线性分段压力补偿模型。     

瓦斯抽采钻孔负压沿孔长动态变化特性研究

通过分析孔口负压、瓦斯流量等参数对钻孔孔内负压分布影响的基础上,得出了抽采钻孔负压沿孔长的动态分布规律,抽采负压沿钻孔长度方向逐渐减少。通过对不同瓦斯流量、不同孔口负压对孔内负压分布的影响研究,得到抽采钻孔负压分布与钻孔长度服从负指数关系;随着钻孔流量的增加,孔内负压损失逐渐升高,两者符合幂指数关系。     

大平煤矿穿层钻孔瓦斯抽采负压优化研究

针对大平煤矿在瓦斯抽采过程中出现的瓦斯抽采浓度低、有效预抽期短等不利于瓦斯抽采的现象,提出了大平煤矿穿层钻孔瓦斯抽采负压优化研究课题。采取综合分析试验钻孔不同抽采负压作用下孔口瓦斯参数衰减与孔内瓦斯浓度衰减结合的方法确定抽采负压。经21上部探巷现场试验分析表明:大平煤矿21上部探巷试验区域合理抽采负压范围为-25～-35 kPa,最佳抽采负压确定为-30 kPa。     

负压对瓦斯抽采效果的影响机制研究

为深入研究负压与抽采效果的作用机制,以便确定合理抽采负压区间,实现瓦斯抽采低耗高产的目标;通过搭建实验平台模拟不同孔长和不同孔口负压条件下的抽采过程,测试不同孔深位置相关抽采参数变化规律;研究结果表明:管内负压和流量随孔长均逐渐降低,呈负指数关系;对于同一个测试位置,随着孔口负压的升高,负压和管内流量也随着升高,但升高的幅度逐渐减小。经在某矿3号煤层试验考察,随抽采负压升高,抽采浓度和抽采纯量均呈先升高后降低趋势,2个参数与抽采负压分别构成典型的二次函数关系;而抽采混量随抽采负压升高呈直线上升趋势,两者表现为线性函数关系;采用求导取极值方法,确定3号煤层最佳瓦斯抽采负压区间为30.78～34.50 kPa。     

煤层气可控水平井洗井工艺技术研究与应用

煤层段采用筛管完井的新型可控水平井,目前主要采用稳定井壁钻井液体系进行煤层段钻进,钻井液污染问题无可避免,如何解除污染成为提高产气量的关键之一。通过研究煤储层钻井液污染机理,配套洗井液、洗井工具、洗井流体及参数等方面的研究,优化形成了旋转分段射流洗井与氮气负压洗井疏通两种工艺,现场试验结果表明,两种工艺均能有效解除井壁泥浆污染,恢复或提高近井地带渗透性,有效提高单井产量。且氮气负压洗井疏通工艺可在割缝衬管外围煤层形成剪切破碎区,负压促使泥浆残留物返吐,消除近井地带钻井泥浆污染,现场试验表明可释放地层压力,利于煤层气快速解吸产气。     

基于气固两相流的带式输送机转载点控尘技术研究

针对带式输送机转载点粉尘污染大的问题,分别提出了负压除尘与喷雾除尘两种方案。以霍州煤电集团木瓜煤矿为例,根据现场皮带转运点粉尘运移规律,应用气固两相流理论,分别对负压除尘与喷雾除尘进行数值模拟。根据数值模拟结果研究两种控尘方案的控尘机理,并通过现场试点应用,对两种方案分别进行了应用比较。结果表明,负压控尘方案与喷雾控尘方案均能达到控尘效果,降尘效率均达到95%以上,但实际应用中喷雾除尘的成本更低,更适合应用于木瓜煤矿的输煤系统。通过研究,对负压控尘和喷雾除尘的控尘规律及应用进行了对比,为皮带转运点降尘提供了理论依据。     

铁精矿浆体管道磨蚀试验研究

本文介绍了在管道上串接磨蚀试件,对攀矿铁精矿和太钢尖山铁矿铁精矿进行管道磨蚀试验的特点。通过试验获得了三种不同牌号钢材管道的磨蚀率和磨蚀量与试验时间的关系,同时研究了管内浆体流速、物料粒级组成对管道磨蚀的影响,并对攀矿铁精矿磨蚀性强的原因进行了分析。     

直埋热水管道和直埋蒸汽管道设计理论浅析

根据直埋热水管道和直埋蒸汽管道的不同特性 ,介绍了两种管道的应力验算及强度计算 ,并对两种直埋热力管道的敷设方式和保温结构进行了分析比较。     

铀尾砂膏体充填材料的流动性能研究

对不同灰砂比、膏体浓度、减水剂含量的铀尾砂膏体充填材料进行了坍落度试验和粘度试验, 并结合CFD方法对铀尾砂膏体充填材料流动性能进行了数值模拟研究。试验结果表明, 铀尾砂膏体充填材料满足管道输送的最优配比为:质量浓度75%、灰砂配比1∶5、减水剂含量0.6%~4.4%; 最优配比下屈服应力53.96~131.38 Pa, 塑性粘度0.866~1.325 Pa·s。数值模拟结果表明, 铀尾砂膏体充填材料的管道阻力损失随质量浓度增加呈非线性增大, 随流速增加呈线性增大, 随管径增加呈非线性减小, 随管道弯曲半径增加呈非线性减小。     

基于CFX的煤矿瓦斯抽采主系统管道泄漏数值模拟

为了解大尺度煤矿瓦斯抽采主系统管道泄漏的特征和管道内瓦斯流动多物理场的演化规律,基于Ansys CFX开展了煤矿瓦斯抽采主系统三维数值建模及计算,研究了瓦斯抽采主系统管道不同泄漏位置、不同泄漏强度以及不同抽采泵站负压对抽采管道内瓦斯流动规律的影响,并通过煤矿现场监测数据验证了模型的可靠性.研究结果表明,泄漏强度和抽采负...     

基于倾斜管道实验的矿山充填膏体流变特性研究

膏体充填技术越来越多地被用于地下矿山开采中,膏体的流变特性是保证膏体顺利输送及充填的基本特征参数。传统膏体的流变特性分析主要以室内流变仪测试为主,测试结果与现场实际存在较大误差。因此为了获得膏体充填料浆输送过程中真实的流变特性,本研究基于流体力学理论对膏体管道流动过程中的受力状态进行了分析,设计了倾斜管道实验装置。借助均匀设计实验方法,研究了膏体质量分数、灰砂比、细粒尾矿添加量、粗颗粒添加量4种因素对某矿膏体流变特性的影响,得到了各因素关于浆体屈服应力及塑性黏度的函数关系。结果表明:对于层流状态下的宾汉流体,利用倾斜管道装置,能够简单、快捷地测定其相关的流变参数;浆体质量分数对流变参数起决定性作用,而灰砂比的影响可忽略,当细粒尾砂掺量12%,碎石掺量4%时,膏体具有较低的屈服应力及塑性黏度,其流动性较好。     

测定瓦斯抽放管路流量的涡街气体流量计设计

通过与煤矿管道瓦斯抽放中采用的孔板流量计相比较,涡街流量计是煤矿瓦斯抽放管道流量测量的理想仪表。为了解决在小流量测量和管道周围存在周期振动的场合下涡街流量计显示出的不足,提出了一种新的信号处理法。通过大量试验证明,设计出了适合在煤矿瓦斯抽放管路中使用的新型涡街流量计。     

考虑温度影响的充填料浆水平管流特性研究

为探究不同温度下充填料浆水平管流特性,开展了流变实验以获取不同温度下充填料浆流变参数,基于流体力学理论提出了充填料浆管道输送基本假设,利用COMSOL软件建立水平管道模型,分析了温度对料浆流态、流速、管道压力及管输阻力的影响.结果表明,温度升高,充填料浆塑性黏度和屈服应力降低;料浆在管道输送过程中壁面附近呈剪切流动,中...     

金川膏体管道输送特性环管试验与减阻技术

在金川矿山膏体充填系统开展了泵压管道输送特性环管试验, 针对不添加水泥和胶砂比为1∶4的2种全尾砂膏体进行了管道输送阻力试验。结果表明, 膏体输送平均流速为1.2 m/s时, 质量浓度为72.2%, 75.8%和78.9%的管输阻力分别为10, 19和33 kPa/m; 胶砂比为1∶4、质量浓度为78.9%的胶结全尾砂膏体管输阻力为12.5 kPa/m。针对全尾砂与棒磨砂配比分别为6∶4、5∶5和4∶6的3种混合骨料, 开展了膏体管输阻力试验, 结果表明, 在平均流速为1.2 m/s、管输阻力不大于15 kPa/m的条件下, 3种混合骨料膏体可泵送膏体质量浓度分别为80%, 79%和81%; 试验结果还显示, 质量浓度相差1%, 管道阻力损失相差50%~100%, 可见膏体管输阻力对浓度变化十分敏感; 3种配比的混合骨料膏体塌落度大于15 cm, 满足膏体泵压输送要求。膏体减阻试验结果揭示, 添加水泥材料1.5%的YNB型泵送剂, 膏体管输减阻效率可达到68.6%, 相应的膏体塌落度增加88%。     

高落差复杂地形浆体管道消能方式研究

总结了国内外高落差浆体管道工程的加速流防护经验, 介绍了10余种消能方式, 并从技术和经济上进行了分析比较, 可为今后各种复杂地形浆体管道的工程设计和运营管理提供参考。     

高浓度充填料浆流变特性及其管道输送阻力损失研究（增刊）

针对矿山充填系统设计中输送物料的合理配比、管道参数难以确定的问题,采用国际最先进的高精度BROOKFIELD R/S+SST软固体测试仪,通过试验得到不同组别料浆的剪切率-剪切应力流变曲线图,进而求得料浆相应粘度系数 和动态屈服应力 ,再根据浆体沿程阻力损失计算公式分别计算出不同流量料浆在不同的管径输送时的沿程阻力损失。结果表明,灰砂比1:4、浓度70%的料浆以流量90m3/h在管径D3=180mm输送时的单位沿程阻力值最小,其值为471.968Pa/m,可为矿山充填系统的设计提供依据。