大理石矿上水平房柱稳定性研究

针对深圳鹏茜矿业公司大理石矿的地质条件和大理石赋存状况，通过相似模拟实验和数值模拟方法，探讨了无支护条件下大理石房柱式开采的可行性，了解了矿柱所承受的支承压力呈两侧高中间低，采区中部高向采区边界逐渐降低的规律分布；分析了房柱式采矿法开采近地表大理石时各矿房之间的相互影响，研究了上水平矿房围岩在无支护条件下的应力分布变化特征及房柱稳定性。为无支护开采大理石矿制定较为合理的方案、安全技术措施等提供了重要的科学依据和理论指导。     

自进式水射流钻进技术在煤层气开发中的应用

自进式高压水射流钻进技术是在煤层气勘探井内布置机械或水力扩孔装置,对准选定的煤层进行扩孔后,下入特制的转向工具,在300mm的曲率半径内实现由垂直转向水平进行钻进.自进式钻头由旋转喷嘴、钻屑整合装置及推力提供装置等组成,其带动为其提供高压水动力的特制胶管向前连续钻进.高压水通过高压胶管为自进式钻头提供动力,进行钻进、推动及排渣.该技术可以在同一煤层气勘探井内的不同煤层内完成多个水平钻孔,这些径向水平钻孔可以沟通新的瓦斯流动通道,从而大幅度地提高煤层气产量.     

新型瓦斯抽采钻孔注浆封孔方法及封堵机理

为研究封孔支护力对钻孔漏气量的影响，提出主动支护式注浆封孔原理并进行理论分析，得出了漏气圈截面积与漏气量的求解方程，并对影响漏气量的因素进行了分析。结果表明，漏气量随着封孔支护力和封孔段长度的增加而减小。提高钻孔的主动支护力并选择合适的封孔段长度可以减少钻孔漏气，提高抽采钻孔瓦斯体积分数和抽采纯量。据此设计了新型的注浆封孔装置，封孔初期，利用复合囊袋和注浆压力给钻孔壁施加1 MPa左右的支护力，水泥浆液可以充分填充钻孔周围的裂隙，有效阻止裂隙漏气。后期注浆材料凝固膨胀，再次对钻孔壁形成较大的支护力，又可有效预防封孔段收缩变形形成新的漏气通道，起到减小钻孔漏气量的作用。工程实践表明，与聚氨酯封孔方法相比，同等条件下，新型注浆封孔方法钻孔瓦斯体积分数提高162.2%，钻孔的瓦斯抽采纯量提高33.83%。     

松软突出煤层钻进钻孔堵塞力学特征

基于粉体力学理论，建立瓦斯抽采钻孔堵塞段力学模型，推导疏通压力p与堵塞段长度L关系方程。着重分析了侧压系数k、钻孔倾角θ对钻孔堵塞的影响规律。结果表明，侧压系数k增长致使钻孔堵塞段摩擦阻力增大，软煤层钻进钻屑颗粒硬度低、直径小，堵塞段内摩擦角小，其侧压系数较大，钻孔堵塞段疏通更为困难；施工仰孔，伴随倾角增大，疏通压力迅速降低，存在θU，对应疏通压力为0，当θ＞θU时，堵塞段在自重作用下疏通；施工俯孔，存在θD相应疏通压力达到极值，在θD～0区间，伴随钻孔倾角绝对值增大，所需疏通压力增大，在θD～-π/2区间，所需疏通压力略有降低。应用钻孔堵塞段力学模型，根据钻孔施工工艺参数，建立相应p-l特性曲线，可定性评估不同钻孔施工工艺方案优劣。     

屯留矿松软突出煤层提高钻进深度研究

针对目前松软突出煤层深孔钻进技术面临的难题,以屯留矿为例分析了井下钻进施工存在的问题,在"钻穴"理论基础上,分析了常用钻具在应用中存在的缺陷,研制了扒孔降温钻杆,并进行了工业性试验.研究结果表明,扒孔降温钻杆有效地提高了松软煤层钻进深度和钻进效率,为松软突出煤层深孔钻进提供了技术装备支持,在试验过程,无"卡钻"、"断钻"现象,钻进深度提高54.36%,效果明显.     

矿用手拉葫芦卡链装置的研制

介绍了一种能够卡接在圆环链上的卡链装置,采用该装置可以减少或省去矿用手拉葫芦空载情况下的倒链工作,节省手拉葫芦在起吊重物时的操作时间.     

新型除尘器重力沉降室自动排渣漏斗的设计

针对瓦斯与抽采钻孔防尘技术,设计了除尘器重力沉降室自动排渣漏斗。该漏斗要求在钻孔煤渣排出过程中,存放的煤渣达到一定重量时,在风压的共同作用下,漏斗阀门会自动打开,煤渣排出后,阀门在扭转弹簧的扭矩作用下又会自动关闭。通过计算选择了合适扭矩的扭转弹簧且使除尘器达到了良好的效果。     

全长可回收树脂金属锚杆在花园煤矿的研究与应用

全长可回收树脂金属锚杆是一种新型煤矿回采巷道帮用锚杆,具有锚固效果好、可回收复用的优点.济宁矿业集团花园煤矿受地质条件限制,采煤工作面长度短,回采巷道服务周期短,试验应用表明,全长可回收树脂金属锚杆适应该矿的煤层条件.该锚杆可以明显提高回采巷道支护效果,降低该矿煤巷支护成本,对于实现煤矿开采的节能减排目标具有重要意义.     

渗流-应力耦合作用下巷道预排瓦斯等值宽度研究

准确确定巷道预排瓦斯等值宽度,对于矿井瓦斯涌出量预测、抽采达标评判及提高掘进工作面瓦斯灾害防治效果具有重要意义。为了确定合理的巷道预排瓦斯等值宽度,推导了考虑应变软化和扩容特性的巷道周围煤体弹塑性力学模型,得到了巷道周围煤体应力及体积应变的解析表达式,以渗透率为桥梁建立了考虑巷道卸压及基质收缩效应的瓦斯运移耦合模型,得出了巷道周围煤体瓦斯运移规律及影响因素,确定了不同条件下的巷道预排瓦斯等值宽度。研究结果表明:巷道周围煤体瓦斯运移受到应力场和渗流场的控制,巷道卸压范围越大,其周围煤体渗透率提高得越多,越有利于瓦斯排放;排放时间、煤层透气性系数、地应力、煤体强度、支护应力、巷道尺寸和煤变质程度是影响巷道预排瓦斯等值宽的主要因素;排放时间60、120、180、240 d的巷道预排瓦斯等值宽度分别为9.2、11.9、13.8、15.3 m,随着排放时间的增加而增大;较难抽采煤层排放180 d的巷道预排瓦斯等值宽度小于15m,可以抽采煤层为15～20 m,容易抽采煤层厚度大于20 m,巷道预排瓦斯等值宽度随煤层透气性系数的升高逐渐增大;地应力、煤体强度、支护应力和巷道尺寸通过控制煤体变形而影响...     

竖直恒载循环作用下煤层钻孔失稳演化研究

为研究采动影响下煤层钻孔的长时失效机制,采用自主研制的双向加载试验装置开展竖直应力多次循环下钻孔失稳的模型试验。结果表明,恒压阶段钻孔的收缩具有显著的时效性,而升压阶段加剧了钻孔收缩,引入的钻孔收缩模型较好的描述了孔径变化规律;多次循环虽然促使钻孔收缩,但钻孔收缩速率随之衰减。成孔初期围岩损伤剧烈、裂纹发育,但孔壁处裂纹不明显,损伤效应主要表现为钻孔收缩;在第1次循环的恒压段,围岩持续损伤并趋稳,孔壁损伤加强;升压阶段破坏了原有的稳定,加剧了孔壁的损伤并扩大了损伤范围,提高了煤岩剥落的风险,但升压对围岩的损伤程度随循环次数的增多而下降;多次循环后,围岩损伤积累,裂纹进一步扩展、贯通,导致严重的失稳。