煤层深孔聚能爆破控制孔作用机制研究

为研究聚能爆破载荷下控制孔对煤体裂隙扩展规律的影响,通过理论分析与数值模拟,探讨控制孔对爆炸应力波传播特性、爆生主裂隙扩展规律、煤体单元的应力状态及其位移特征的影响。结果表明,聚能爆破过程中压缩应力波在控制孔处的反射迭加作用显著改变了孔壁周围和爆生主裂隙尖端的应力场,主导了爆生主裂隙的定向扩展和孔壁周围环向裂隙的形成;控制孔提供的位移补偿空间及孔壁的曲面特性增强了孔壁及周围煤质点的切向拉伸应力,促进了孔壁周围径向裂隙的发育与扩展;控制孔促使爆生主裂隙定向扩展与控制孔孔壁周围的径向裂隙和环向裂隙相互交织成一个庞大裂隙网。同时,开展煤层深孔聚能爆破现场试验,研究了有、无控制孔对煤层增透效果的影响,试验结果表明,控制孔能够大幅度提高煤层聚能爆破增透效果,前、后期试验有控制孔一侧钻孔内平均瓦斯体积分数增幅分别是无控制孔一侧钻孔内平均瓦斯体积分数增幅的1.78和2.48倍。     

大硐室上行式正台阶法快速施工

根据施工地点岩层实际赋存情况和工作环境,详细阐述了大硐室利用锚网喷锚索与浇筑混凝土支护快速施工方法和工艺流程,并对井下大硐室锚网喷锚索快速施工进行了探索.     

无保护层开采高突工作面“钻抽爆评”一体化综合防突技术研究与应用

为解决平煤股份十矿戊9-20180综采工作面煤与瓦斯突出危险这一技术难题,采用了无保护层开采、本煤层钻孔瓦斯抽采、分段间隔打钻抽采、深孔预裂爆破技术及煤与瓦斯突出工作面定期安全评价的管理机制.试验表明,煤体瓦斯含量由原来的8～13 m3/t下降到3.2932 m3/t,杜绝了煤与瓦斯突出事故的发生,确保高浓度瓦斯工作面回采期间安全生产.     

煤岩微观图像的K-均值和数学形态学分割算法研究

利用SEM扫描观测平煤十矿戊_(10)-20230工作面煤岩的微观形态,针对灰度区域不明显的煤样SEM图像,探究K-means和数学形态学中先开后闭运算相结合分割算法的可行性与有效性,并采用相关分割算法作对比试验。结果表明:本文算法匹配率75.48%,误分率16.96%,相较于其他4种算法匹配率最高,误分率最低,有明显优势,能够较准确地将孔隙从扫描图像中分割出来;本算法TPF值34.79%,TNF值97.18%,正确分割比例最大,而FNF值65.21%,FPF值2.82%,错误分割比例最小,TPF值与FNF值和为1,TNF值与FPF值和也为1,说明评价指标的正确性。     

煤矿综采工作面活性磁化水喷雾降尘技术体系与应用

为高效防治煤矿井下综采工作面粉尘,针对现有水喷雾湿润凝并粉尘性能差、不能有效覆盖主要产尘源的问题,基于所研制的强湿润性活性磁化水与新型喷雾装备,提出了综采工作面活性磁化水雾化封闭尘源降尘技术体系,构建了主要由活性剂定量添加系统、磁化装置、水动力湿式除尘器、负压卷吸除尘器等组成的综采工作面高效降尘工艺系统。论述了活性磁化水降尘技术体系的内涵及技术特点,同时从活性添加剂及其定量供给系统、高效磁化装置等方面研究了强湿润活性磁化水的高效制备技术,研发了能与磁化协同作用高效改善溶液湿润性能的新型活性添加剂,结果表明所制备的活性剂溶液在质量分数为0.03%时,以4 m/s的速度穿过磁场强度为300～350 mT的脉动与螺旋扰流耦合磁场,产生的活性磁化水具有良好的湿润性能,与质量分数为0.03%的活性剂溶液相比,粉尘沉降时间减少了44.26%,降至34.5 s;此外,针对综采工作面采煤机、移架及转载点3个主要产尘源,研究了新型喷雾装备雾化降尘技术,分别形成了水动力除尘器与内外喷雾装置联动降尘方法、负压卷吸喷雾降尘方法、防尘罩与负压卷吸喷雾联动降尘方法,并对其技术原理、应用工艺等进行了阐述。通过在平煤...     

双孔聚能爆破煤层裂隙扩展贯通机理

针对双孔聚能爆破孔间煤层裂隙扩展贯通问题,基于对双孔爆破应力波叠加效应的分析,建立双孔聚能爆破数值分析模型,研究双孔同时起爆时应力波的传播特征、煤体的应力状态、煤体裂隙扩展贯通规律以及应力波叠加效应对裂隙扩展的影响。结果表明,应力波叠加效应致使两爆破孔中间截面上部分区域及其邻域内形成均压区,迫使部分径向裂隙转向,主导爆生裂隙空白带的形成;两爆破孔间的定向裂隙相互贯通后,爆生气体相互作用促进贯通区裂隙的扩展并贯穿空白带。同时,结合煤层深孔聚能爆破现场试验发现,在两爆破孔外侧,应力波叠加效应促进裂隙的扩展,该作用随着远离爆破孔呈先增加后减小之势;在两爆破孔之间,应力波叠加效应抑制部分区域裂隙的扩展,致使两爆破孔之间不同位置处煤层增透效果有起伏变化。      

煤层深孔聚能爆破有效致裂范围探讨

在对煤层深孔聚能爆破致裂分区研究的基础上, 针对聚能爆破煤层裂隙扩展特征及范围进行了数值模拟研究.结果表明, 炮孔周围可划分为爆破压碎区、爆破裂隙区和弹性变形区, 根据裂隙类型及裂隙数目的差异, 爆破裂隙区又可划分为裂隙密集区和主裂隙扩展区.受聚能装药结构的影响, 压碎区的范围呈聚能罩开口方向小于其他方向的类椭圆状; 裂隙密集区和主裂隙扩展区的范围均呈聚能罩开口方向大于其他方向的类椭圆状.煤层深孔聚能爆破致裂增透工程试验发现, 随着远离炮孔, 各个观察孔内瓦斯体积分数增幅受聚能爆破的影响呈"强-中-弱"阶梯状变化, 与所构建的聚能爆破致裂分区模型比较一致, 即聚能爆破载荷下煤层裂隙具有明显的分区特征, 压碎区、裂隙密集区和主裂隙扩展区组成了煤层深孔聚能爆破的有效致裂范围.      

深部煤层智能化大采长综采工作面关键技术研究

针对平顶山矿区煤层埋深大,地质赋存条件复杂,采场围岩应力高,井下生产区域温度高的难题,结合可视化远程干预控制、井下信息传输技术及液压支架电液控自适应控制技术,以智能化工作面设备集成控制平台为基础,在平煤十矿构建了河南省首套大采长综采成套装备智能生产系统。建立井下井下万兆工业环网和4G无线通信系统,优化升级矿井信息化平台及通信系统,支撑矿井智能化安全生产高效运营管理;通过采煤机自适应记忆截割和远程集中控制等关键技术的应用,实现了采煤机与支架的协调联动采煤及"可视远程干预遥控,无人化操作"的智能化生产模式;基于惯性导航调直技术,形成"测量—计算—调直"的工作面智能化高精度调直方法,克服了生产设备高精度定位和调直控制的瓶颈;并以智能泵站液压支架自动补液为例,分析工作面液压支架阻力频率分布规律,表明:智能化控制系统对煤层赋存条件具有可靠的适应性,确保了液压支架与顶板岩层之间良好的耦合关系和工作面围岩的稳定性,能够满足安全高效生产的要求。     

ZJL-450型局部制冷设备在掘进工作面的应用

阐述了ZJL-450型矿用局部制冷设备的原理、配置、结构特点、技术特性及先进的核心技术,并介绍了其在中平能化集团矿井掘进工作面的应用.在实践应用中.该设备的先进性、灵活性和安全性得到了充分体现,达到了较好的降温效果,同时也改善了煤矿掘进工作面环境条件.     

突出煤层瓦斯治理薄弱区域消除突出及应力集中技术研究

为解决突出矿井煤与瓦斯突出灾害和地应力两大灾害相互叠加、诱导突出,造成工作面煤体较大面积垮落,随之瓦斯浓度超限技术难题,平煤股份十矿在工作面上隅角及高位巷进行了瓦斯抽放,利用声发射、无线电坑透和矿山CT等技术,采取深孔松动爆破等措施进行消突治理,确定了钻孔主要技术参数、钻孔布置方式。采用深孔松动爆破措施后,己15-24080工作面回风流瓦斯浓度由松动爆破前的0.65%下降到松动爆破后的0.41%。