免充填自适应控砂过砂工艺技术研究

油气井防砂工具素有"油井之肾"之称。尤其是储层为疏松泥质砂岩,前期研究结果表明对于这种储层必须采取先期防砂才能投产,防砂工艺主要存在两个难点:(1)粒度分布不均匀,d40/d90>6.5;(2)防砂井防砂段长施工难度大。因此开展了免充填防砂工艺技术研究。     

长壁机械化掘巷充填采煤围岩结构稳定性及运移规律

为解决西部生态脆弱矿区煤炭开采率低、采后环境易破坏等难题,提出了一种长壁机械化掘巷充填采煤方法。在系统阐述该技术方法的巷道布置与充填采煤工艺的基础上,分析了该技术的难点与关键。基于长壁掘巷充填采煤岩层移动特征,建立了长壁掘巷充填开采采场力学模型,推导出了采场顶板下沉方程与煤柱承受载荷计算公式,并结合极限强度理论,提出了煤柱失稳判据。以陕西榆林常兴煤矿3101工作面掘巷充填采煤为工程案例,通过充填体材料力学特性测试,优化设计了掘巷充填采煤开采方案。采用3DEC数值模拟软件对掘巷充填采煤上覆延安组层间裂隙承压水隔水层与第四系松散层孔隙潜水隔水层移动特征及稳定性进行了分析,现场应用案例表明,该技术可有效控制工作面围岩结构稳定性与上覆隔水层岩层移动,提高煤炭资源回收率,可为西部生态脆弱矿区煤炭资源开采与环境保护协调发展提供借鉴。     

固体充填采煤液压支架合理夯实离顶距研究

固体充填采煤过程中充填采煤液压支架的夯实离顶距对充实率及充填作业效率的控制具有显著影响,揭示了支架本身结构干涉产生理论夯实离顶距以及现场充填工艺产生实际作业夯实离顶距的机理,分析了基于机构优化和基于不同充实率两种影响因素影响夯实离顶距设计的理论,提出了支架设计优劣的检验标准,即由夯实离顶距严格控制的充填作业累积量不小于充实率要求的需求量（Vzjρ1≥Vzρ2）。借助机械自动化仿真模拟软件Pro/E 5.0,仿真分析了特定充填采煤液压支架采高-夯实离顶距变化规律,最终通过充填作业累积量-充实率及充实率需求量-充实率曲线对该支架充实率保障区域进行划分,判断了机构优化的优劣程度及整体设计的合理性,最终形成一种以夯实离顶距为检验指标的支架设计合理性判断方法。     

综合机械化充填采煤

为了消除煤矿矸石山以及减轻对周边环境的影响,结合安全开采建筑物下大量压煤,进行了3种类型充填采煤试验。通过对不同充填介质材料实验研究,基本掌握了合理的充填材料配比,各种充填材料的压实度、流变性及风化性等力学特性;研发出采充一体液压支架充填与挤捣实装置和采充隔离密封机构等具有自主知识产权的核心技术;解决了固体输送系统中的大垂深大投量防堵、防冲击缓冲泄压等难题,研制了充填料配比、实时来料质量动态调整计算机智能控制系统;优化了充填工艺与系统成套装备等充填技术参数。     

混合综采工作面覆岩运移规律及空间结构特征分析

基于平煤十二矿深部开采面临的排矸量大、辅助运输困难、矿区环境污染以及常规充填面产能不足工程背景,创新了矸石充填与垮落法混合综采技术并阐述了其技术内涵。采用理论分析、物理相似模拟和现场实测方法系统地研究了混合综采工作面覆岩运移规律和空间结构特征。通过理论分析得到了不同充实率状态下混合综采工作面覆岩空间结构特征;物理相似模拟结果表明,混合综采工作面充填段基本顶仅发生弯曲下沉,而垮落段直接顶垮落、基本顶断裂,垮落段基本顶平均下沉量是充填段的4.2倍,覆岩空间结构表现出明显的非对称特征。矿压实测数据显示,充填段采场无明显的来压现象,垮落段来压现象显著,初次来压步距约30 m,周期来压步距约22 m,动载系数达1.7左右;岩层钻孔窥视结果观察到充填段顶板完整,覆岩空间结构呈现“两带”发育特征;垮落段覆岩结构呈“三带”发育特征,混合综采工作面覆岩非对称性空间结构特征显著。     

综合机械化固体充填采煤方法与技术研究

简要回顾了充填采矿的发展历程,指出了开发充填采煤技术的两大难点,即建立充填采煤的岩层控制理论和解决将充填体进入采空区的空间、通道和动力等技术途径;建立了固体充填采煤岩层移动控制和地表沉陷预计的等价采高方法;提出了能与传统综合机械化采煤技术相适应的综合机械化固体充填原理和方法,并介绍了自行研发的相关充填采煤系统和装备。工业性应用实践表明,综合机械化固体充填采煤除具有密实充填严格控制岩层移动和地表沉陷优点外,还能实现高产、高采出率采煤等良好的经济效益以及环境效益。     

充填裂隙水流特性研究

单一裂隙以充填裂隙居多。根据Ｎ─Ｓ方程导出了充填裂隙水流的计算式，并适用于非充填裂隙。通过大量试验，给出了表明充填裂隙水流特性的充填介质系数Ｃｍ。并与非充填裂隙水流特性进行了比较。     

添加剂对电镀溶液充填能力的影响

积层多层板结构借助于铜充填实现生产高密度互连结构。通过选择添加剂以达到充填孔的工艺目的。例如在电镀铜槽液中添加SPS（Bis（3-磺酸丙基）disulfidedisodium）为光亮剂、JSB（Janes green B）为整平剂和PEG（聚乙二醇）的聚合物。但是，这些添加刺随着电镀时间消耗或分解充填能力减弱。因此，添加剂的消耗或分解的评价是从电化学分析来观察其充填能力。从电化学解析的结果，快速的确定SPS和通过沿用的评价添加剂的添加的方法，添加剂JGB、PEG是最具有耐久性。     

便携式通信矿灯的研究与设计

完好的矿灯对改善劳动条件、提高劳动生产率和安全生产都具有重大意义。矿灯若不完好,比如电池漏液、红灯、电线破损、闭锁不起作用、灯圈松动等不仅影响正常使用,而且有可能造成瓦斯、煤尘爆炸等严重事故。基于对采矿安全的要求和矿用无线网络的认识,通过对矿用智能终端的应用需求及关键技术进行研究,在ARM11硬件平台上搭建Linux系统,并结合响应的驱动及应用程序,将TD-LTE技术与矿灯相融合,设计和实现了矿用通信矿灯。测试结果表明,终端能实现控制矿灯,在矿用无线网络下实现通信功能,矿灯的检测信息和矿工的位置信息能实时地传输到管理中心,实现对安全采矿的要求。     

基于改进型神经网络的软测量模型的建立与应用

使用改进的RBF(径向基函数)神经网络(即小波神经网络)来建模,并采用改进算法确定其隐含层节点的各个参数,然后以一个充填搅拌生产过程中的料浆浓度为研究对象,建立其软测量模型,并通过仿真实验验证了该方案的可行性。该方案充分利用了软测量的优点及神经网络的强分类能力,为沙浆浓度的测量提出了优良的方法,从而可以保证整个充填系统的可靠运行。该测量模型应用范围很广,可以对工业生产中的一些重要的工艺参数如矿浆、煤浆、混沙浆、纸浆等进行精确测量。