矿用光干涉式甲烷传感器的研究

针对传统甲烷传感器存在的问题,设计了一种基于线阵CCD及光干涉原理的甲烷传感器。该传感器以STC12C5A60S2单片机作为控制核心及处理单元,以光干涉原理和CCD光电转换为基础,实现了用光干涉方法对煤矿井下甲烷气体浓度准确、连续自动监测。     

综放工作面上隅角瓦斯治理研究

基于余吾煤业N1102工作面生产及通风现状,详细论述了采用单元法测定综放工作面瓦斯源涌出比例以及瓦斯浓度分布规律。依据单元法实测数据可知工作面漏风方向、漏风量以及局部瓦斯积聚状况。综合分析上隅角瓦斯积聚来源,对比分析多种上隅角瓦斯治理方法,提出基于移动式插管抽采上隅角瓦斯的治理方案。现场工程实践表明,瓦斯防治效果良好,并且实现抽放管路资源的高效利用,具有较好的经济效益。     

基于高位定向钻孔的上隅角瓦斯治理技术研究

为了研究高位定向钻孔在上隅角瓦斯治理中的效果,基于采空区顶板"竖三带"理论,设计和施工了6个钻孔。试验结果表明:高位定向钻孔抽采率达86%,上隅角瓦斯浓度显著降低,有效地解决了上隅角瓦斯超限问题,实现了工作面安全高效开采。     

综采工作面上隅角瓦斯治理实践

以柴沟煤矿1511工作面为研究对象,分析了U型通风工作面上隅角瓦斯超限原因,以及影响上隅角瓦斯浓度的相关因素。针对1511工作面上隅角瓦斯超限情况,在常规瓦斯防治措施的基础上,用上隅角瓦斯抽放措施对工作面进行上隅角瓦斯治理。实践表明,通过措施的实施,上隅角和回风流瓦斯浓度明显降低,上隅角瓦斯治理效果显著。     

古书院矿U型通风工作面上隅角瓦斯治理研究

古书院矿采煤工作面采用U型通风方式,然而上隅角瓦斯浓度容易超限是这种通风方法的固有缺陷。基于采空区漏风理论建立了上隅角瓦斯浓度的理论计算模型,并利用该模型计算了古书院煤矿153302工作面上隅角瓦斯浓度的大小。理论计算结果表明:153302回采工作面回采过程中上隅角瓦斯浓度不会超过1%,可以采用合理分配风量的方法解决上隅角瓦斯浓度超限问题;该工作面实际回采过程中,上隅角瓦斯浓度一直在0.15%~0.45%之间变化,没有发生过上隅角瓦斯浓度超限,从而验证了理论计算模型的正确性。     

走向长钻孔瓦斯抽放在治理工作面上隅角瓦斯中的应用

分析了以往工作面上隅角瓦斯治理情况,通过在低瓦斯矿井采用移动式瓦斯抽放泵对采空区瓦斯进行抽放,以及利用顶板走向长钻孔治理上隅角瓦斯,解决了回采工作面上隅角瓦斯超限问题,确保了矿井安全生产,对低瓦斯矿井工作面上隅角瓦斯综合治理工作具有一定的参考作用.     

采场瓦斯运移规律仿真模拟研究

基于工作面上隅角瓦斯容易积聚、回风流中超限问题,利用Fluent仿真模拟方法,建立综放面采场瓦斯运移的数学模型,对采场使用局部通风机吹散上隅角瓦斯和瓦斯尾巷调节上隅角风流进行仿真模拟,分析得到:当局部通风机风速为20m/s时对上隅角瓦斯扰动性效果最好;确定工作面供风量为1900m3/min和尾巷步距为50m时防治上隅角瓦斯效果最佳.数值仿真研究结果可为上隅角瓦斯治理提供一定的理论参考.     

首山一矿突出煤层采空区瓦斯综合抽采技术研究

首山一矿瓦斯突出回采工作面采空区瓦斯涌出量大,依靠风排瓦斯以及上隅角封堵技术难以满足瓦斯治理的需要。基于己15-17-12041回采工作面采空区埋管的瓦斯测定,分析了采空区瓦斯浓度分布规律。依据回采过程中上覆岩层裂隙发育状况,着重分析采空区瓦斯运移规律以及上隅角瓦斯聚积的原因。基于上述分析,提出全封闭高位巷采空区瓦斯抽采、大孔径穿层钻孔低位巷采空区瓦斯抽采结合上隅角低负压采空区瓦斯抽采的立体式采空区瓦斯综合治理方案。工程实践表明,回采期间己15-12030和己15-17-12041回采工作面上隅角及回风巷瓦斯浓度显著降低。     

神东矿区综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究

为了解决神东矿区北部区低瓦斯矿井综采面上隅角瓦斯超限难题，保证综采工作面上隅角气体正常，采取多种形式瓦斯抽采治理技术，主要包含上隅角插管抽放、采空区密闭插管抽放和采空区钻孔埋管抽放工艺，瓦斯抽采率达到45%～64%,取得了很好的抽采效果，实现了对上隅角气体的有效管控。在抽采工艺应用过程中，优化了瓦斯抽放硐室设计，丰富了管路布置方式，同时配合采取辅助控制技术，工作面回采期间回风隅角瓦斯浓度显著降低，解决了综采工作面回采期间回风隅角瓦斯局部积聚超限的现场难题。     

坚硬顶板下综采工作面瓦斯治理技术研究

古书院矿15#综采工作面采用u型通风方式,回采过程中采空区积存的高浓度瓦斯在通风负压的作用下涌向工作面、上隅角和回风巷,仅靠通风稀释瓦斯已无法彻底解决上隅角瓦斯浓度超限问题,通过采用走向钻孔和临近层瓦斯抽采以及顶板预裂爆破等瓦斯综合治理技术,较好解决了工作面上隅角瓦斯超限问题,实现了工作面的高产高效安全生产。     

大水头煤矿上隅角喷涂封闭+花眼立管埋设抽采技术的应用

某矿高瓦斯突出矿井工作面上隅角瓦斯积聚超限是影响安全生产的重大隐患。在"U"型通风系统条件下,分析了综放工作面采区瓦斯赋存条件及受大气压力影响的涌出特征。通过对上、下隅角码袋喷涂封闭后利用花眼立管埋设抽采技术,实地考察了上隅角埋管抽放的有效间距,解决了上隅角瓦斯超限问题,将瓦斯抽采技术纳入生产第一道工序,实现了煤与瓦斯共采。     

下架道置换埋管负压引排上隅角瓦斯实践

新集一矿11-2煤综采工作面及上隅角瓦斯时常超限,采用下架道充填置换法埋管利用负压引排综采工作面上隅角瓦斯,引排到回风道中,降低了综采工作面上隅角和回风流中的瓦斯浓度,消除了工作面及上隅角瓦斯超限,保证了安全生产。     

无线传感网络瓦斯监控系统设计

为了解决瓦斯监测节点部署制约开采进度和传统瓦斯传感器调校周期短的问题,采用JENIC5139模块架构了无线瓦斯传感器监控系统,该系统由红外瓦斯传感器节点、井下中心站和井上瓦斯监控计算机组成,通过红外瓦斯传感器实现瓦斯浓度的检测,基于无线传感网络的井下中间站实现检测数据的及时发送、瓦斯传感器的在线调校和参数动态设定,通过上位机不但可以随时了解瓦斯传感器的工作状态,还可以实现瓦斯传感器的动态调零、非线性动态修正.     

综采工作面采空区瓦斯抽放技术

介绍了潘一矿在21118工作面利用上阶段采空区安设抽放管路抽放采煤面上隅角瓦斯,解决工作面回风流及其上隅角瓦斯超限的问题,为同类型矿井采煤工作面的瓦斯治理,实现安全、高产高效开辟了一条新途径。     

抽出式风机在治理工作面上隅角瓦斯的应用

针对漳村煤矿综采工作面上隅角瓦斯浓度高的情况,用抽出式风机处理上隅角瓦斯,较好地解决了上隅角瓦斯频繁超限事故,实现了矿井的安全生产。     

综采工作面上隅角瓦斯分布与积聚处理技术的研究

测定并分析了平煤集团一矿戊-21199综采工作面上隅角附近瓦斯浓度分布规律,以及小型液压风扇处理上隅角积聚瓦斯的效果,为综采工作面上隅角瓦斯治理提供了理论依据和工艺方法。     

煤层群开采工作面瓦斯精准定量溯源原理与技术

煤层群开采工作面瓦斯涌出来源及比例的定量分析,是矿井瓦斯抽采设计与治理的重要前提。稳定碳氢同位素法基于瓦斯气体混合前后碳、氢同位素总量各自保持不变的原理,可以对工作面瓦斯各来源比例进行定量计算,成为工作面瓦斯精准定量溯源的有效方法。稳定碳氢同位素分析实现的必要条件是混合气样的瓦斯体积分数不低于10%,对此,首先提出煤层群开采工作面瓦斯精准定量溯源原理,并构建了高效分离低浓度瓦斯方法,研究了吸附柱中甲烷、氧气和氮气的分离规律,对比确定了优化的吸附剂种类和吸附柱尺寸,对上隅角、回风巷等地点的超低浓度瓦斯进行分离,进而进行稳定碳氢同位素测试。然后通过测得的各煤层端元气体以及工作面不同位置混合气体的甲烷碳、氢同位素值,利用二端元、三端元线性混合模型,定量分析了西山矿区东曲矿和屯兰矿的4个试验工作面各位置瓦斯来源的占比及规律。最终确定了近距离煤层群回采工作面瓦斯的重点抽采目标:工作面上隅角只有5%来自上邻近层,本煤层占比达到78%,因此应着力加大本煤层瓦斯抽采强度;采空区、上隅角、回风巷的瓦斯主要来源于本煤层卸压瓦斯,从采空区到上隅角和回风巷,上邻近层瓦斯占比呈现上升趋势;采空区、上隅角瓦斯各来源比例受工作面推进度影响较小,基本维持稳定。煤层群开采工作面瓦斯精准定量溯源技术实施简便,效果显著,有效解决了上隅角、回风巷等地点精准定量溯源的重大工程难题。     

回采工作面上隅角瓦斯拖管抽采技术参数研究

针对传统埋管抽放上隅角瓦斯技术中抽放点在空间位置不连续抽放效果差、管材浪费严重抽放成本高等重大缺陷,提出了上隅角瓦斯拖管抽采技术,可使抽放点匹配工作面推进速度,实现了采空区瓦斯抽放最佳效果的连续性,并且能回收管材降低抽放成本。采空区瓦斯抽放最佳位置的选择即抽放参数的确定是成功实现上隅角瓦斯拖管抽放的关键。利用Brinkman方程、菲克扩散定律和瓦斯扩散平移方程来描述瓦斯的流动扩散行为,建立工作面瓦斯流动多物理场耦合模型,并利用Fluent对模型进行求解,从而确定拖管抽放最佳布置参数,并对其进行实际应用和效果测试。结果表明:数值模拟和现场测试结果基本一致,最终确定了最佳抽放点位置为距离底板2.4 m、沿倾斜方向距离回风巷道1.57 m、沿走向深入采空区17.4 m处;应用期间杜绝了上隅角瓦斯超限,上隅角瓦斯拖管抽采技术具有较好的适用性和可行性。     

新型煤矿无动力除上隅角瓦斯装置的研究

煤矿井下工作面上隅角处瓦斯难以排除问题一直困扰着井下工作,提出一种新型治理煤矿井下工作面上隅角积聚瓦斯的装置,无需添加外部动力,能利用工作面管网中的压风、通过空气放大器带动大量周围环境中的空气,引导瓦斯气体进入排风管道实现有效排除瓦斯。本装置在满足安全生产要求的前提下,做到排除工作面上隅角积聚瓦斯简易可行、效率高,为上隅角瓦斯治理提供新的技术手段。     

王坡煤矿工作面低位抽采巷瓦斯治理技术研究及应用

针对王坡煤矿工作面"U+I"通风方式下瓦斯尾巷取消后面临的上隅角瓦斯治理问题,在高抽巷抽采的基础上提出了利用顶板走向低位抽采巷对上隅角瓦斯进行治理的方法。对顶板走向低位抽采巷抽采机理进行分析,给出了低位抽采巷设计原则,采用理论计算、裂隙带层位考察和顶板岩性分析的方法综合确定王坡煤矿低位抽采巷布置层位。并在3210工作面开展了顶板走向低位抽采巷试验,结果表明,低位抽采巷可有效拦截抽采涌向工作面上隅角的瓦斯,回采期间上隅角瓦斯浓度保持在较低水平,低位抽采巷对上隅角瓦斯治理效果明显,有效促进了工作面的安全回采。