高地温矿井巷道围岩调热圈温度分布规律试验研究

矿井热害给井下作业人员健康和安全生产带来威胁。为了掌握高地温矿井巷道围岩调热圈温度分布规律,提出了巷道围岩测温钻孔及感温光缆的布置方式,通过分布式光纤测温系统的工业性试验,得出以下结论:随巷道围岩钻孔的延深,温度增长率不断减小,先上升后趋于平稳;通过加权平均与数据拟合方法,确定了巷道围岩温度和孔深的定量关系,测出1号、2号、3号钻孔的调热半径分别为30.95,30.25,30.75 m,实测巷道围岩调热圈半径最大为33 m;通过巷道围岩调热圈计算软件,验证了预测值与围岩钻孔实测结果基本一致。研究结论对矿井热害科学防治、保障职工身体健康和提高矿井热害防治技术水平具有重大的现实意义。     

深部矿井地温梯度规律分析

为掌握深部矿井地温分布规律,对某深部矿井-505~-1 030 m水平的原岩温度测定;利用稳态双平板法对围岩的热物性参数测定,确定测点处围岩散热圈的厚度;现场实测结果表明浅部地温梯度为1.557 5℃/hm,深部3202工作面2.114 3℃/hm,地温梯度随采深增加成规律性变化;SPSS软件相关性分析结果表明地温梯度与原岩温度、标高相关性较好,回归预测分析表明,随着埋深的增加原岩温度在-1 600 m水平时可达39.455℃,地温梯度3.453 3℃/hm;届时该矿地温热害问题将愈发凸出。     

淮北煤田地温分布规律研究

在淮北煤田各矿井的地面钻孔测温及井下测温资料的统计分析的基础上,利用各矿井近似稳态孔测温曲线对简易测温曲线进行了校正,计算了各测温孔的地温梯度,并对不同水平深度的地温进行了预测,在横向和纵向上揭示了淮北煤田的地温分布特征。     

潘三煤矿地温分布规律分析

随着潘三煤矿开采深度的加深,高温工作面的出现给煤矿安全生产和井下工人身心健康带来挑战。根据潘三井田所获得的地温钻孔资料,分析地温状况发现潘三井田有明显的地温异常特征。结合数理统计法对主要可采煤层的地温及其埋藏深度进行线性回归分析,发现地温分布具有一定规律性。根据所得规律,结合矿井实际情况对地温异常的地质原因进行分析,最后所得出的结论可为潘三井田的生产建设提供一定的参考依据。     

矿井围岩温度场分布规律

应用固体导热的理论,忽略一些次要因素的影响得到矿井围岩传热的数学模型。应用COMSOL Multiphysics模拟软件,计算得到矿井围岩温度场的分布规律,讨论了矿井通风时间、围岩导热系数、围岩径向位移、风流温度和原始岩温对矿井围岩温度场的影响。研究表明:影响围岩调热圈半径的主要因素是通风时间和围岩的导热系数。围岩调热圈半径随通风时间的增加及围岩导热系数的增加而增加。影响围岩温度梯度的主要因素是通风时间、风流温度和原始岩温。围岩温度梯度随通风时间的减少、风流温度的减小和原始岩温的增加而增加。     

三都矿区地温分布规律

通过现场实测地温数据,分析了三都矿区地温场、地温梯度分布特征以及影响矿区地温分布的因素.研究发现:地温随煤层的埋深增加而增加,三都矿区的地温梯度值在正常范围内,井田-420~-650 m水平为一级热害区,二级热害区分布在-650 m水平以下,地质构造是影响地温分布的主因.低于原始岩温的地下水,渗流速度对岩壁的温度场的影响是随着渗流速度的增加,壁面温度降低,但当渗流速度大于约0.7×10~(-5)m/s时壁面温度保持恒定.研究为三都矿区的深部开采过程中,对地温的预测以及热害防治工作提供了参考.     

顾桥矿区地温分布规律及其因素分析

基于地质学和热力学理论,系统地分析了顾桥矿区地温变化规律及引起地温异常的影响因素,为顾桥矿区矿井热害控制提供基础技术参数。研究表明,顾桥矿井具有显著的地温异常特征,属于高温热害矿井。纵向上顾桥矿区地温温度随深度的增加而增加,呈现良好的线性趋势,具有传导型增温特点;横向上受构造控制作用和松散层厚度影响,研究矿区呈现出西高东低的地温趋势。     

深井开采地温场监测技术及分布规律研究

在深井开采过程中,地热是导致井下热害的主要原因。热量源源不断地从巷道围岩传递到井下工作面,使工作面气候环境恶化,危害矿山生产安全。本次研究采用合理的地温监测技术,研究深井矿山围岩地温场分布规律,为矿山进行热源分析、地温预测、通风降温等技术研究提供了重要依据。     

平顶山煤田地温分布规律及其影响因素分析

平顶山煤田存在高温异常现象,严重影响煤矿的安全高效开采。根据平顶山煤田各个矿井的地温资料数据,分析平顶山煤田地温场的分布特征及影响因素。分析表明,平顶山煤田各矿井地温梯度普遍偏高,高温异常区具有断裂和裂隙密集发育、褶皱隆起的特点,地温分布受区域地质构造、地下水活动、岩石性质和盖层性质等因素的影响。     

矿井围岩温度场分布规律北大核心

应用固体导热的理论,忽略一些次要因素的影响得到矿井围岩传热的数学模型。应用COMSOL Multiphysics模拟软件,计算得到矿井围岩温度场的分布规律,讨论了矿井通风时间、围岩导热系数、围岩径向位移、风流温度和原始岩温对矿井围岩温度场的影响。研究表明:影响围岩调热圈半径的主要因素是通风时间和围岩的导热系数。围岩调热圈半径随通风时间的增加及围岩导热系数的增加而增加。影响围岩温度梯度的主要因素是通风时间、风流温度和原始岩温。围岩温度梯度随通风时间的减少、风流温度的减小和原始岩温的增加而增加。     

特大型高地热矿井机械降温系统的建立与应用

阐述了新巨龙公司龙固矿井作为高地热矿井采取机械降温的必要性,并通过比较选择了冰冷降温系统。介绍了建立冰冷低温辐射降温系统的情况,以及应用冰冷低温辐射降温系统后的效果。     

新兴煤矿地应力测试及分布规律研究

针对新兴煤矿现阶段的开采条件,采用空芯包体地应力测量法,对新兴煤矿具有代表性的3个测点进行原位地应力测试,通过软件计算了地应力的大小和方向,并结合FLAC3D数值模拟软件分析了新兴煤矿地应力分布规律。     

利用浅部地层调温降低深井入风温度的试验研究

根据空气与岩体的热交换原理，探讨了利用浅部地层调温作用来降低深井入风温度的可行性。现场试验研究结果表明，对于我国北方深矿井。浅部地层调温作用可使入风温度大幅度降低，可改善深部作业面的热环境状态；而且在一定的开采深度范围内，该方法最为经济。     

预防高地温深井煤自燃的阻化惰泡防灭火技术

为预防高地温深井煤自燃,提出了灌注阻化惰泡防灭火技术,介绍了阻化惰泡的组成及防火机理,采用程序升温,对比分析了煤样经阻化隋泡溶液处理前后CO产生率与耗氧速率比值随温度的变化情况,经现场工业性试验,利用预埋束管采集处理区域气体,分析CO浓度的变化。结果表明:原煤样氧化加速临界温度为60℃,处理后煤样氧化加速临界温度是110℃,通过拟合公式预测当煤温超过174℃时,处理后的煤样氧化性强于原煤样,在稳泡期内能够减少采空区CO的产生。因此,阻化惰泡能够延长煤自燃进入化学吸附阶段的时间,对预防高地温深井采空区煤自燃火灾优势明显。     

钱家营矿西翼高温场地质控制因素研究

为了查明开平煤田钱家营矿西翼地温异常的控制因素,从区域地层、矿井构造、矿井水文地质条件以及大地热流、异常岩浆热等方面,分析了其对钱家营矿区高温场的影响。基于井田地质背景,结合相关的测试数据确定了井田内高温场的发育范围及其受控机制。结果表明：钱家营矿西翼构造具有完整的单斜块体特征,煤系上覆厚层第四系的阻隔,叠层式地层组合以及含水层层间较弱的水动力联系等因素是导致矿区西翼地温异常的主要因素。     

高地温环境对煤的自热危险性影响分析

为确定高地温环境中煤的自热危险性,进行了不同初始氧化温度的煤绝热氧化实验。结果表明:初始氧化温度升高,煤绝热氧化温升到70℃所用的时间(t70)大大降低,且煤阶越高,t70值受初始氧化温度的影响越大。随着地温的升高,煤的自燃倾向性增大,会由不易自燃煤变为自燃煤。地温升高导致初始氧化时即有大量的原生活性基团参与反应,继而产生更多的次生活性基团,微观反应序列的强度增大,宏观上表现为放热速率明显增强,绝热氧化时间缩短,自热危险性增大。     

高地压软岩巷道围岩强化控制技术

结合祁南煤矿6#煤组上山的工程实例,提出治理高地压软岩巷道大变形的强化控制原理路线:强化锚杆承载性能、强化围岩体强度和弱化区补强支护,运用FLAC2D5.0数值模拟软件,并结合现场工业性试验,对高地压软岩巷道进行了支护设计,现场监测结果表明,巷道支护状况良好,成功解决了6#煤组上山高地压软岩巷道的大变形失稳问题。     

矿井深部三维地应力场测量与特征分析

针对姚桥煤矿-800m水平深部巷道破坏严重,采用岩石Kaiser效应测量方法,对该矿进行了地应力场测量。通过在定向岩心6个特殊方向取样,经声发射试验得到了各方向的单个应力,经计算得出了原岩主应力的大小及方向等参数。结果表明：-800m水平最大主应力为19．00MPa,属中高应力区,存在一定的构造应力。经-650m水平与-850m水平测量结果比较,得到了姚桥煤矿以-800m为界,上部岩层主要受构造应力控制,-800m以下以自重应力为主。     

人工冻土温度场的支持向量机法预测

 在冻结法凿井施工中,及时掌握人工冻土温度场发展,对于优化冻结方案、处理紧急情况有重要的意义。针对新建矿井实测样本较少的特点,利用基于结构风险最小化原理与小样本学习方法-支持向量机算法,建立了人工冻土温度场发展的支持向量机计算模型。采用不同的核函数的支持向量机对人工冻土温度场发展进行对比分析,确定了适合于人工冻土温度场发展计算的核函数。人工冻土温度场支持向量机模型计算结果表明,该方法是一种有效的方法,为人工冻土温度场的计算提供了一条新途径。     

渗流作用下陷落柱体围岩温度场分布模型的研究与应用

陷落柱突水时,导致围岩温度升高,根据围岩温度场分布对矿井突水预测具有一定可行性。采用有限元软件COMSOL求解温度—渗流场耦合模型,得到7₂22工作面陷落柱突水后围岩温度场的分布情况,模拟结果与监测结果基本一致,说明通过监测含水构造的温度场分布情况来预测矿井突水的可能性。模拟结果表明,距离高温水流位置越近,则受到热交换平衡区的影响时间就越长,温度场的变化越显著。