煤层气井水力压裂及对煤层顶底板的影响研究

为了确保煤矿安全高效生产,研究区采用地面煤层气井水力压裂增透工艺增强瓦斯抽采效果。运用基于滤失效应下的水力压裂预测模型评价了水力压裂效果,除受地质条件影响较大的2口井效果较差外,其余7口井基本达到设计要求。考察了S2205胶带运输巷24个钻场瓦斯抽采量,考察结果表明,压裂区瓦斯抽采量是未压裂区的2～4倍。压裂裂缝虽延伸到顶底板,但对巷道支护、上下含水层和煤层不产生影响。     

大口径精密光学元件柔性支撑结构设计和分析

设计了一种用于大口径透镜支撑的柔性结构,利用有限元分析方法分析了柔性支撑结构的设计变量对透镜面形的影响。以环境温度变化时,大口径透镜面形要求为设计目标,以大口径透镜组件的基频为设计约束,通过对柔性支撑结构的优化设计,满足了透射式光学系统在环境温度变化时对透镜面形的精度要求(RMSλ/50,λ=632.8 nm)。     

冲击荷载作用下不同煤阶煤的结构演化特征研究

瓦斯的高效抽采和合理利用对于防治煤矿瓦斯灾害、改善空气质量和增加清洁能源供应都具有十分重要的意义。为探讨冲击荷载对煤体的微观孔隙结构和大分子形态学结构的影响,以褐煤(HM)、烟煤(YM)和无烟煤(WY)为研究对象,利用分离式霍普金森压杆(Separated Hopkinson Pressure Bar,SHPB)冲击试验系统模拟冲击应力在不同衰减过程中的冲击波和应力波,结合低温液氮和拉曼光谱测试数据,研究了冲击荷载作用下不同煤阶煤的结构演化特征和规律。结果表明,在冲击荷载的作用下,褐煤、烟煤和无烟煤的液氮总吸附量、总比表面积和总孔体积都减小(例如,在冲击荷载分别为0、0.5、0.75和1.0 MPa时,HM-0、HM-1、HM-2和HM-3的BJH总比表面积分别为7.066、6.611、4.468和3.548 m2/g),微孔均逐渐向过渡孔或中孔转化,微孔的占比减小,而过渡孔和中孔的占比之和增大。冲击荷载可以促进微孔中吸附的瓦斯有效解吸,提高过渡孔和中孔中瓦斯的扩散和渗流速度,很好地解释了煤储层在外载扰动的过程中会产生超量煤层气这一宏观现象。随着冲击荷载的逐渐增大,不同煤阶煤拉曼光谱D...     

KJ83X(A)安全监控系统在大柳塔煤矿的应用

为了解决煤矿现有安全监控系统存在的稳定性差、数据可靠性低、智能化程度弱、操作维护复杂等问题,神东煤炭集团大柳塔煤矿升级改造了安全监控系统,采用KJ83X(A)安全监控系统,通过矿井"四网合一"网络进行数据传输,实现了全数字化传输、远距离供电、分级报警、逻辑报警、应急智能联动、多系统融合等功能,杜绝了数据传输中断和误报警,提高了上传数据的效率和准确性,有效地提升了矿井事故预警和应急处置能力,保证了矿井的安全生产。     

煤层气井水力压裂有效消突边界物理模型

针对低渗煤储层煤层气井水力压裂裂缝扩展范围和消突边界确定问题,以潞安矿区煤层气井为例,采用微地震裂缝实时监测数据、有限元地应力模拟技术及井下瓦斯抽采参数,对煤层气井水力压裂范围、裂缝几何形态、压裂前后地应力分布进行研究,建立了压裂裂缝扩展和消突边界物理模型,划分了菱形井网消突范围。结果表明:研究区裂缝类型属于PKN型,压裂区呈近似椭圆形,主裂缝沿最大水平主应力方向延伸,区内划分出铺砂区、最终解吸区、裂缝区、渗透区、气涌区等5边界;压裂区四周应力沿σ_H,σ_h分别升高19%和7%,区内下降15.5%和9.5%,地应力模拟结果与压裂边界物理模型相吻合;在排采达标情况下,有效消突边界小于压裂边界,与支撑剂铺置边界一致,有效消突边界之外存在突出危险区,菱形井网采用200 m×125 m布置方式更有利于井下对应区瓦斯防治。     

小直径三角内锥花键应用及加工工艺

小直径三角锥花键应用 在国内机械设计标准中，花键联接包括矩形花键联接和渐开线花键联接。但在国内机械制造行业中还存在另一种花键联接方式，就是三角锥花键联接。三角锥花键齿形为三角形，配合后齿面接触，比渐开线花键联接接触面积大，内孔齿根存在一小锥度（小直径为1：10，大直径为1：16），装配时需较大的预紧力压紧，属于过盈联接；同时采用大螺母紧固结构，属于螺纹联接。     

防止大功率电动机短时间频繁启动装置的应用

柳湾煤矿11号煤层为主采煤层,采用综采放顶煤的采煤工艺,工作面使用多台大功率电动机,在生产过程中,有时会出现漏顶导致前、后工作面刮板输送机某一点被压死的情况出现,使电动机无法正常启动,由于工人不想去刮板输送机上去清煤,就会采用"点动"的方式来摆脱刮板输送被压死,此类不规范操作行为,致使大功率电动机在短时间内频繁启动,由于启动电流大,导致电动机内部温度过高,时常发生电动机烧毁且得不到有效治理。本文分析了导致电动频繁烧毁的原因,提出了在软启动开关中加装时间继电器的方案,实现了防止电动机在短时间内频繁启动,比较好的解决了频繁烧毁的难题,大幅度提高了设备使用率并取得较大的经济效益。值得同行借鉴、推广。该装置主要加装在工作面的前、后刮板输送机及转载机控制开关内,具有体积小、安装方便,工作电压低,安全可靠等特点,加装该装置后不影响控制开关的任何功能。     

平煤十一矿瓦斯分布东西分异的动力学机制

通过构造分析、数值模拟、理论计算等手段,研究了平煤十一矿煤层瓦斯分布的动力学机制.以中央NE向雁列式断层为界,十一矿瓦斯分布存在东西分异的现象,瓦斯含量和瓦斯压力东部高、西部低.十一矿东部受锅底山断层左行走滑拖拽,表现为挤压应力场,形成了一系列NW向逆断层;西部受锅底山断层同沉积作用影响,表现为拉张应力场,形成了数量众...     

水力冲孔对煤微观孔隙和结构成分影响的试验研究

煤矿瓦斯灾害严重制约着我国煤炭工业的发展,瓦斯灾害大多发生在透气性低和抽采效果差的低渗透性煤层中,目前水力冲孔技术是针对低渗透性煤层的一种较为有效的治理手段。为探讨水力冲孔技术对煤微观孔隙和结构成分的影响,利用压汞、液氮、甲烷等温吸附、傅里叶红外光谱和拉曼光谱等测试分析手段,对水力冲孔前后的煤样进行了微观孔隙、甲烷吸附性能和结构成分等方面的试验研究。结果表明,冲孔过程对于煤体内部微观孔隙具有一定的改造作用,主要集中在过渡孔(尤其是50 nm以下)和微孔段。不同温度下,冲孔过程均使煤的甲烷吸附性能显著提高,提高幅度可达1～2倍。冲孔后煤样的傅里叶红外光谱各峰位强度有所减小,拉曼光谱D峰和G峰面积有所增大,即冲孔过程对煤的结构成分也产生了影响,主要表现为官能团的相对含量变化、结构缺陷发育和芳香型碳富集。水力冲孔作用不仅可大幅改善煤体内部的孔隙通道,从而提升煤体内部瓦斯的解吸-扩散-渗流能力,还可使煤体新产生一些小分子结构的气体,且赋存于煤体内部丰富的孔隙结构中。水力冲孔后煤体这些微观孔隙和结构成分的变化,很好地解释了生产现场水力冲孔后煤体的瓦斯抽采效率提升,瓦斯流量衰减系数较小和持续抽采能...     

强变形构造煤等静压原煤柱状煤样制作方法

针对强变形构造煤原煤柱状煤样制作难的问题,从构造煤在井下的实际赋存状态出发,采集强变形构造煤原始煤样,采用冷等静压技术,模拟上覆地层压力进行等静压压制成型,结果显示,与常规型煤成型固结技术相比,该方法具有可模拟地层压力压制、保持原煤物性、成型好、取样容易、工艺简单等优点。强变形构造煤等静压原煤柱状煤样制作方法的提出为研究强变形构造煤原煤瓦斯扩散、渗透等实验的成败奠定了基础。