上行开采覆岩运移与破坏模拟与实测研究

以某矿5^#、7^#煤层采掘工况为基础,采用理论计算、数值分析、现场观测的方法对该工况下上行开采覆岩运动与破坏进行了研究。上行开采的方法需要判识下部7^#煤回采对上部5^#煤的影响是否满足两者层间距的要求。首先理论计算得到了上部覆岩破坏高度,为现场实测提供数据参考,然后借助数值模拟对覆岩应力场、塑性区分布情况进行研究,最后对下部7^#煤层开采所形成的导水裂隙带进行了观测和分析。综合上述研究方法与思路,总结了该工况条件下上行开采覆岩运移与破坏规律,为类似工况下煤层的安全回采提供了方法。     

基于采动覆岩裂隙特征的高位钻孔优化与分析

为了深入了解覆岩采动裂隙带内瓦斯富集运移区的变化规律,提高矿井采空区瓦斯抽采能力。以覆岩裂隙演化理论为基础,针对山西王家岭矿主采工作面,运用物理相似模拟的方法,研究了工作面采动影响下覆岩裂隙带及瓦斯富集运移区的变化规律,并以此研究结果,进行现场高位定向长钻孔优化设计。研究结果表明:上覆岩层裂隙及瓦斯富集运移区受采动影响,在第四次周期来压后裂隙充分发育,裂隙带高度在28～92.3m,但瓦斯富集运移区发育高度在第二次周期来压后稳定在52m以内。在现场试验中,对高位定向长钻孔参数进行优化调整,得到位于富集区内的钻孔抽采效果明显高于位于富集区外的抽采效果,且高位定向长钻孔稳定抽采期间抽采瓦斯占绝对瓦斯涌出量的55%～75%。研究结果为采动覆岩裂隙瓦斯富集运移区辨识、覆岩裂隙带瓦斯精准抽采提供一定的理论基础。     

综放仰采工作面覆岩移动规律及支架工作阻力确定

综放仰采工作面覆岩运移规律与水平开采工作面有较大差别,顶板垮落频繁,为工作面支架的稳定带来了极大的考验。现有对综放仰采工作面安全开采的研究主要集中在仰采角度变化对覆岩运移规律的影响上,对顶底板受力特征缺乏系统的研究。针对以上问题,以瑞隆矿8102综放仰采工作面为背景,采用UDEC数值模拟软件分析了综放仰采工作面不同推进距离下覆岩运移规律及顶板破断特征:在仰斜开采中,受倾角和开采方式的影响,底煤应力最为集中,工作面具有明显的初次来压和周期来压特征,与近水平煤层综放工作面相比,周期来压步距明显减小,上覆岩层峰值强度相对较低,顶板不易形成结构,来压较频繁,矿压显现较剧烈;8102工作面直接顶初次垮落步距为25m,基本顶初次来压步距为40m,周期来压步距为10～15m。利用顶板-支架力学关系确定支架工作阻力的计算方法较为繁琐,很多方法应用于工程现场不具有实用性,对比了目前几种常用支架工作阻力计算方法的优缺点及实用性,并根据8102工作面实际工况确定了动载荷计算法为最适合的支架工作阻力计算方法,具有计算结果精确且参数容易选取的特点,确定了该工作面的支架最大工作阻力为6 359kN/架,工作阻力大于7 066kN的支架即可满足该工作面支撑要求。工程应用结果证明了利用动载荷计算法计算8102工作面支架工作阻力的正确性。     

砂岩铀矿CO_2+O_2地浸初期流场模拟及水化学验证

以新疆某砂岩型铀矿床"六注两抽"的地浸单元为研究对象,采用数值模拟与水化学分析相结合的方法,对CO_2+O_2中性地浸初期流场形成进程及其与溶质运移的关系进行了研究。结果表明,在以抽孔和注孔连线为轴线的纺锤形地浸流场中,地浸溶液前锋用时15d抵达抽液孔。SO_4~(2-)和HCO_3~-浓度变化对地浸初期前锋溶液渗流的反应灵敏而精准,是判断CO_2+O_2中性地浸最初阶段溶液前锋运移理想的天然示踪剂。地浸初期Ca~(2+)、Mg~(2+)的碳酸盐都处于过饱和状态,其运移滞后于溶液渗流并与pH的变化密切同步。渗流模拟、水文地球化学模式计算结果以及实际水化学监测数据之间存在良好的互证性,这些方法的综合应用可使地浸流场分析更为客观和可靠。     

掘进巷道流场结构及粉尘沉降规律相似模拟研究

为研究掘进巷道流场结构对粉尘运移规律的影响机制,基于气固两相流理论和相似原理构建了掘进巷道压入式通风的相似实验模型,利用FLUENT数值模拟软件和掘进巷道相似模拟实验平台开展了风流场及粉尘运移的数值模拟和实验研究,分析了压入式通风条件下的流场特征对粉尘运移和沉降的影响规律.研究结果表明:相似模拟实验在满足相似准则的情况...     

杜家沟矿煤层瓦斯赋存规律及防治技术研究

杜家沟矿为解决2-102工作面开采的煤层瓦斯异常涌出、瓦斯浓度超限的问题,基于杜家沟矿瓦斯地质规律,采用灰色关联法对影响杜家沟矿瓦斯覆存的影响因素进行探析,经研究发现覆岩的厚度对瓦斯覆存影响最大;并采用数值模拟软件对岩层瓦斯压力进行研究,瓦斯压力沿着钻孔中心轴向外呈现增大的趋势;在对矿井瓦斯突出进行防治时,通过采取钻孔抽采有效控制了瓦斯含量,降低矿井瓦斯压力,为同类型煤矿的瓦斯综合治理提供了参考。     

从硫酸铝溶液制取高纯超细氧化铝过程中杂质的行为及控制

对从硫酸铝溶液中,采用中和沉法制取高纯氧化铝过程中杂质的行为进行了分析。提出了采用添加有机试剂结合屏蔽铁离子,添加无机盐来除去重金属离子,从而制得纯度大于９９．９９％的高纯氧化铝,本文对除杂机理进行了详细的理论计算。     

外源相容性溶质对S酵母耐盐性及酱油风味形成的研究

研究外源相容性溶质对S酵母(Zygosaccharomyces rouxii)耐盐性的影响,并探讨在高盐稀态酿造工艺中添加海藻糖对酱油风味的影响.结果表明,在酵母培养基中添加0.005mol/L海藻糖、甜菜碱和山梨醇,均可以显著改善S酵母在高盐培养基中的生长情况,缩短渗透胁迫条件下S酵母的延滞期,增加生物量,其中海藻糖的渗透保护效果最佳;添加海藻糖可使酱油的主体香味物质HEMF(4-羟基-2-乙基-5-甲基-3-呋喃酮)和乙酸乙酯的含量显著增加,同时促进S酵母合成酱油中典型风味物质4-EG (4-乙基愈创木酚).在酱油高盐稀态酿造中添加相容性溶质,如海藻糖,可有效改善酱油的风味和品质.