复杂地质条件下煤层顶板砂岩水的防治

煤层顶板砂岩水严重危害煤矿安全生产,在煤矿生产中需对其进行防治。本文以杨庄矿WⅢ采区5110工作面5煤开采为例,通过对该工作面地质、工程地质及水文地质条件的分析,探讨5煤顶板砂岩水突水机理,并提出相应的防治水措施,确保了工作面安全回采。     

软煤层工作面煤尘分布规律及防治技术

粉尘是影响工作面安全、高效开采的重要因素,尤其对于软煤层工作面而言,粉尘治理是国内外煤炭企业遇到的普遍难题。以21031软煤层工作面为研究对象,分析了该工作面产尘机理,并通过现场实测掌握了该工作面粉尘分布特征和规律。提出采用KHCG500型尘源跟踪降尘系统来治理该工作面粉尘,结果表明,该降尘系统可有效降低21031工作面粉尘,指出应辅以传统的煤层注水、优化通风等粉尘治理措施来综合治理工作面粉尘。     

庙哈孤矿区浅埋煤层护巷煤柱合理宽度研究（第十届全国采矿学术会议、中国煤炭学会推荐）

针对庙哈孤矿区浅埋煤层护巷煤柱留设宽度的问题,以庙哈孤矿区安山煤矿5-2煤层护巷煤柱为研究对象,采用理论计算、工程类比、相似材料模拟等方法研究护巷煤柱宽度。结果表明：通过弹塑性极限平衡理论计算得出煤柱留设理论宽度为12 m,并对不同煤柱宽度进行了相似模拟研究,参考工程类比结果,确定了庙哈孤矿区安山煤矿护巷煤柱合理宽度为15 m,成果创造了较大的社会经济效益。     

“一带一路”与中国对外油气战略的调整（增刊）

“一带一路”战略必将引起区域经济结构包括国家能源战略的调整。现阶段逐步完成油气产业从中东地区向中亚油气中心的倾斜、转移和布局调整,逐步调整和实现“加强中亚、稳定中东、争夺非洲、开拓其它” 的中国油气对外合作战略,实现.3.5亿吨的海外份额油和采购油目标。加强在中亚等地区的陆路油气管网投入,推动能源装备制造及能源服务企业“走出去”与中亚诸国开展多层次、全产业链的深度合作。建设炼油化工基地,技术研发基地、装备制造基地;加强油气管网的互联互通建设,建立和完善中亚石油天然气交易中心,强化上合组织框架内的经贸合作、文化融合、司法认知等往来交流。     

极近距离煤层联合开采液压支架适应性研究

西川煤矿开采10~#、11~#极近距离煤层,工作面采用联合内错方式布置,通过在下部1105工作面设置观测站测定液压支架工作阻力,分析支架初撑力、工作阻力、末阻力分布特征,探讨ZY4000/18/41型液压支架的适应性。结果表明,由于支架初撑力达标率不高,以一次增阻为主,末阻力非常接近额定工作阻力,多为被动承载的状态,维护成本大。回采过程中,应适当加大1005工作面超前距,防止1105工作面煤壁片帮及支架承压。     

受上覆采空区影响的巷道群稳定性控制研究

近距煤层下行开采中,因受上层煤采空区及煤柱的影响,下层煤巷道的应力环境及围岩破坏机理均发生复杂变化。采用理论分析、数值模拟与工程应用的综合方法,研究下层煤应力分布规律、巷道群的变形破坏机制及稳定性控制对策。研究表明:受上覆采空区释压作用影响,其下方巷道围岩应力集中较小、巷道较为稳定;受煤柱压力传递影响,煤柱下巷道围岩垂直应力急剧升高,应力集中系数达3.84,巷道两帮及肩部大范围压剪破坏,最终导致巷道整体失稳;煤柱下高应力区巷道宜采用拱形断面,增加支护强度与锚固预应力,顶板锚索(杆)向巷道两肩角倾斜布置,使支护体系与围岩塑性破坏区相互耦合并得到共同强化。在支护优化后巷道顶板下沉量减小42.8%,锚杆、锚索实测工作载荷分布合理,实现了对煤柱下近距煤层巷道的安全有效控制。     

大倾角煤层变角度综放工作面开采覆岩运移规律

大倾角煤层变角度综放工作面受倾角变化的影响,覆岩运移、矿压显现规律更为复杂。针对枣泉煤矿大倾角煤层120210变角度工作面综放开采条件,采用物理相似模拟实验和现场监测方法,对比研究了大倾角煤层变角度工作面和单一角度工作面综放开采覆岩运移规律。研究表明:120210工作面受不同倾角的影响,覆岩运移规律较单一角度工作面差异大,上部区域倾角26°,覆岩运移特征表现出倾斜煤层开采的特征,基本顶以"悬臂梁"结构形式发生破断运动,顶板平均压力23.7 MPa,分布均匀;下部区域倾角44°,覆岩运移特征表现为大倾角煤层开采特征,顶板垮落的矸石沿倾斜滑移充填采空区,顶板平均压力29.5 MPa,分布不均、变化范围大;中部区域过渡段覆岩运移既有倾斜煤层又有大倾角煤层开采特征,顶板平均压力27.15 MPa,分布较均匀,是两者转换的关键区域。根据工作面不同倾角区域覆岩运移、矿压显现特征提出大倾角煤层变角度综放工作面开采围岩控制原则,并依据此原则提出工作面分区域顶煤放出量控制方法。     

煤层注氮模拟实验中的置换-驱替效应及其转化机制分析

为了研究注N_2促排煤层瓦斯过程中驱替和置换效应及其主导作用,利用自研的煤层注气实验装置,进行了单轴应力、分层预压成型条件下煤层注N_2促排瓦斯的模拟实验。实验结果表明:驱替和置换效应始终贯穿整个注气过程,共同作用将煤体中瓦斯排出。在注气初期14 min内,置换解吸效应起主导作用,注入的N_2由于被吸附或充填于煤层孔裂隙等自由空间而被全部滞留煤中,表现为出口并无N_2排出,而煤体中的CH_4则大量解吸排出。在14~200 min注气实验时间内,置换作用的主导地位将逐渐丧失,开始进入置换作用减弱和驱替作用增强的转换阶段;在注气时间大于400 min的后期,处于置换和驱替相互作用、彼此平衡的时期,但置驱总效率处于较低水平。根据注气400 min(6.67 h)后注气促排效率较低的实验结果,建议井下煤层注气时间控制在8 h工作制的一个小班以内为宜。     

煤层巷道蝶型冲击地压发生机理猜想

根据巷道围岩蝶形塑性区理论,分析了巷道围岩蝶形塑性区蝶叶瞬时急剧扩展的突变特征,提出了煤层巷道蝶型冲击地压发生机理猜想,认为煤巷冲击地压是由于巷道围岩蝶形塑性区的蝶叶瞬时爆炸式扩展引起的,阐明了该类型冲击地压形成、演化及发生的力学本质和物理过程。提出了蝶叶突变型冲击地压发生的必要与充分条件,建立了煤层巷道冲击地压判定准则,合理解释了巷道顶板冲击、底板冲击、煤帮冲击等不同类型的冲击地压发生机理。该猜想能够预见巷道冲击地压发生时必然产生至少1个、最多4个巨大的蝶叶塑性区的未知现象,可以获得煤巷冲击地压危险性评价和预测的关键指标和可测参量。     

大倾角大采高综采面倾向长度尺度效应分析

以大倾角大采高综采为背景,通过理论分析、相似模拟和现场实测,对大倾角大采高综采基于工作面倾向长度尺寸效应导致的围岩灾变机理进行了分析,研究认为大倾角煤层直接顶和基本顶运动的不协调性使得控顶难度加大,工作面直接顶沿倾向可分为充填稳定段、易溃屈段和滑移段结构,相应矿压显现特征则呈现典型的“弱-强-弱”分布,即溃屈段为矿压显现最强烈区域,也是影响矿压显现的主控因素,对于特定赋存条件大倾角煤层,其工作面长度存在“临界尺寸”,工作面支护强度的确定除满足直接顶岩层岩法向方向的自重和部分基本顶载荷外,还需满足上部直接顶滑移产生的附加载荷,其中阻止溃屈段顶板的离层是支护强度确定的主要依据。